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汽车起重机倾翻事故分析

作者:万博亚洲网  来源:万博亚洲网 
评论: 更新日期:2014年09月22日

1事故概况
2005年,某单位的几个水利施工项目工地连续出现了几起50 t汽车起重机倾翻事故,致使汽车起重机严重损坏,起重臂报废,造成巨大的经济损失,幸未造成人员伤亡。在事故中的起重机司机和现场指挥人员均经过正规培训,持证上岗,并有多年工作经验。起重机司机的操作和信号工的指挥动作一致,并严格遵守了操作规程。起重物件的捆扎符合规范,与地面无任何羁绊。起重物件垂直起吊,起重量在规定的幅度范围内。起重机支腿完全支撑在水平的地面,整机水平。调查结果显示,好像一切都符合规范规程的规定。
2原因分析
经过调查分析,发现几起倾翻事故有以下共同点:汽车起重机是在回转过程中发生的侧面倾翻;起重量接近该幅度范围允许的最大值(满负荷),起重物件体积庞大(如水电站泄水闸门、水利发电机钢衬管等);操作人员在回转过程中进行了起吊和变幅操作。事故发生时,起重机是在起吊和变幅作业停止(即刹车瞬间)、正在回转过程中侧翻的。
由此判断,汽车起重机倾翻的直接原因是起重机在作业过程中动态失稳造成的。间接原因是操作人员违章操作,在满负荷吊运时,同时进行几个动作的操作,增加了汽车起重机的倾翻力矩,造成失稳。另外,在吊运前没有制定详细的吊运方案和安全防范措施,对操作人员的安全交底不到位。在该单位汽车起重机安全操作规程中,没有关于满负荷吊运物件的特别规定。
为了探究事故的原因,对汽车起重机的动态稳定问题进行了分析。起重机的动态稳定性分析就是分析除起重机自重和起重量以外,风力、惯性力、离心力和坡度对起重机的影响。动态稳定性的分析主要采用力矩法,见图1。


起重机自重产生的稳定力矩为
M1=G(0.5L C)
式中G——起重机自重
L——支脚间距
C——回转中心与重心间水平距离。
起重载荷产生的倾翻力矩
Mq=Q(R-0.5L)
式中Q——起重载荷
R——工作幅度
风力是考虑不利于稳定性的工作风力,主要是指作用在起重机和吊物上的风力。由风力产生的倾翻力矩为
MF=P1H1 P2H2
式中P1——作用在起重机上的工作状态最大风力
P2——作噢能够在起吊物上的工作状态最大风力
H1、H2——与P1、P2对应的高度。
坡度的影响也是不能忽视的,由其产生的倾翻力矩为
Mp=(QH2 GH)sinα
式中H——起重机中心高度
α——坡角
经计算,当起重机倾斜1°时,起重能力要下降7.4%;倾斜2°时,起重能力要下降14.3%;倾斜3°时,起重能力要下降19.8%。
惯性力的产生有2种情况:一种是指起升机构动作,物品突然起吊和下放突然刹车时,产生的不利稳定的惯性力;一种是变幅机构动作,起重臂突然动作或突然停止时,产生的惯性力。惯性力产生的倾翻力矩为
Mg=Qv1(R-0.5L)/gt1 (Q Gb)v2H2/gt2
式中v1——起升机构起、制动速度
v2——变幅机构起、制动速度
t1——起升机构起、制动时间
t2——变幅机构起、制动时间
Gb——折算到臂头的起重臂自重
离心力,主要是指起重机回转时,起重臂、吊物所产生的离心力,特别是起吊物的离心力,通过钢丝绳直接作用在起重臂端部,增加起重机的倾翻力矩。离心力产生的倾翻力矩为
所以,在动态工作状态,汽车起重机的倾翻力矩为以上5种情况的累加,所以起重机的动态倾翻力矩为
ML=Qn2RH2/(900-n2H0)
式中n——回转速度
H0——吊重物品至臂端的高度
所以,在动态工作状态,汽车起重机的倾翻力矩为以上5种情况的累加,所以起重机的动态倾翻力矩为
M2=Mq MF Mp Mg ML
从上面分析可以看出,汽车起重机在满负荷情况下,在有风天气,在回转、起升和变幅3个机构同时动作时,汽车起重机就处于倾翻的危险状态。当动态倾翻力矩M2大于稳定力矩M1时,起重机就可能失稳。因此,这几起汽车起重机倾翻事故都是由动态失稳引起的。

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