李 明，李鋼強(qiáng)，殷晨波

（1.江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司，江蘇 南京 210008；2.江蘇省建筑安全與設(shè)備管理協(xié)會(huì)，江蘇 南京 210005；3.南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，江蘇 南京 211800）

海南強(qiáng)臺(tái)風(fēng)塔式起重機(jī)傾覆原因分析與建議

李 明1，李鋼強(qiáng)2，殷晨波3

（1.江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司，江蘇 南京 210008；2.江蘇省建筑安全與設(shè)備管理協(xié)會(huì)，江蘇 南京 210005；3.南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，江蘇 南京 211800）

通過(guò)2014年海南遭受強(qiáng)臺(tái)風(fēng)中大量塔機(jī)倒塌的事故現(xiàn)象，分析了塔機(jī)產(chǎn)品制造、使用、管理方面的原因，并提出塔機(jī)在常遇臺(tái)風(fēng)區(qū)域使用的技術(shù)措施與管理對(duì)策。

塔式起重機(jī)；臺(tái)風(fēng)；附著；獨(dú)立高度

1 風(fēng)災(zāi)概況

2014年7月18～19日，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”先后在海南、廣東、廣西三次登陸，造成23人死亡，近500萬(wàn)人受災(zāi)，其中海南為重災(zāi)區(qū)。根據(jù)海口氣象臺(tái)報(bào)道，該臺(tái)風(fēng)的最大風(fēng)力達(dá)18級(jí)，風(fēng)速達(dá)65m/s。據(jù)事后統(tǒng)計(jì)，海南省在本次臺(tái)風(fēng)中至少有119臺(tái)塔式起重機(jī)與33臺(tái)其他類型的起重機(jī)械倒塌、110臺(tái)塔式起重機(jī)受到不同程度損傷，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

臺(tái)風(fēng)過(guò)后，海南省建筑機(jī)械協(xié)會(huì)邀請(qǐng)江蘇省、廣東省建筑安全與設(shè)備管理協(xié)會(huì)到瓊協(xié)助調(diào)查。調(diào)查組走訪了臺(tái)風(fēng)登陸的海口市、文昌縣，在座談會(huì)上發(fā)言，對(duì)施工設(shè)備在海南省的氣象環(huán)境中塔機(jī)倒塌原因的意見(jiàn)基本一致，并從技術(shù)上、管理上提出諸多建議，得到了海南省建筑安全管理部門的重視。

2 塔機(jī)倒塌狀況

2.1 塔機(jī)受損概況

2.1.1 調(diào)查塔機(jī)受損統(tǒng)計(jì)

調(diào)查組對(duì)7個(gè)事故現(xiàn)場(chǎng)20臺(tái)倒塌、受損塔機(jī)現(xiàn)場(chǎng)查勘，主要有以下5個(gè)方面的表現(xiàn)形式：①螺栓連接失效（含連接套焊縫脫落）倒塌6臺(tái)，占調(diào)查事故塔機(jī)的30%；②主肢失穩(wěn)6臺(tái)，占調(diào)查事故塔機(jī)的30%；③附墻桿失效5臺(tái)，占調(diào)查事故塔機(jī)的25%；④回轉(zhuǎn)半徑范圍障礙碰撞共2臺(tái)，占調(diào)查事故塔機(jī)的10%；⑤基礎(chǔ)失效1臺(tái)，占調(diào)查事故塔機(jī)的5%。

2.1.2 調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象

在調(diào)查組對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)查勘過(guò)程中，還觀察到3個(gè)現(xiàn)象：①同一個(gè)區(qū)域半徑內(nèi)，平頭塔機(jī)一臺(tái)未倒塌，但尖頭式塔機(jī)成片倒塌；②同一個(gè)工地上，自由高度較高的塔機(jī)倒塌而自由高度較低的塔機(jī)未受損；③幾乎所有倒塌或受損塔機(jī)在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前均未作降塔、下降套架或塔身進(jìn)行鋼絲繩拉結(jié)加固，而在相同區(qū)域內(nèi)甚至同一工地內(nèi)未發(fā)生倒塌和嚴(yán)重變形的塔機(jī)都在臺(tái)風(fēng)前采取了相應(yīng)的措施，且這些施工單位或租賃單位在日常塔機(jī)管理中都有相應(yīng)的制度和配備了專人管理。

另有一現(xiàn)象也值得深思，即絕大部分塔機(jī)倒塌的租賃單位都未交設(shè)備財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)，個(gè)別交過(guò)設(shè)備財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)的租賃企業(yè)由于資金暫時(shí)困難沒(méi)有續(xù)保，因而后悔不已。

2.2 塔機(jī)倒塌案例

1)中移動(dòng)海南分公司大樓為34層混凝土核心筒+鋼結(jié)構(gòu)建筑，在臺(tái)風(fēng)到達(dá)時(shí)，核心筒已施工24層，鋼結(jié)構(gòu)已施工14層，之間高差約35m未安裝鋼結(jié)構(gòu)，塔機(jī)最高附著裝置以上獨(dú)立高度超過(guò)40m。塔機(jī)附著在建筑物迎風(fēng)面外圍鋼臨邊柱上。在強(qiáng)烈的臺(tái)風(fēng)中，塔身最高附著裝置處發(fā)生折彎現(xiàn)象，塔機(jī)倒塌在建筑物14層施工平面內(nèi)，配重墜落到地面，起重臂、平衡臂根部銷軸未脫落，垂掛在建筑物臨邊立面上，見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 中移動(dòng)海南分公司大樓7035塔機(jī)倒塌

圖2 塔機(jī)折彎處局部

2）?？诤０?費(fèi)拉城為18層小高層住宅樓建筑群，主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)封頂，每座樓使用一臺(tái)QTZ63型塔機(jī)施工，采用兩道附著裝置，當(dāng)臺(tái)風(fēng)迎風(fēng)作用下，塔機(jī)兩道附著裝置先后屈曲失穩(wěn)，塔機(jī)倒向建筑物，塔身撞擊到建筑物樓頂臨邊后發(fā)生斷裂，斷落在樓頂上，平衡臂后檔桿撞斷，平衡塊墜落，見(jiàn)圖3。

圖3 附著在順風(fēng)墻面上的QTZ63型塔機(jī)附著桿失穩(wěn)導(dǎo)致整機(jī)倒塌

3）?？趪?guó)瑞項(xiàng)目為高層勁性鋼柱混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓建筑群，其中左1、左2樓與右1、右2樓分兩家建筑公司施工。臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)已施工到30層左右，各塔機(jī)均附著在背風(fēng)墻面上，塔機(jī)最高附著裝置以上獨(dú)立高度20～30m不等。在臺(tái)風(fēng)期間，左1、左2樓的7035塔機(jī)獨(dú)立高度達(dá)30m以上，該塔機(jī)最高附著裝置因外橫桿斷裂而解體，塔機(jī)在該截面以上部分折斷墜落，塔身在該截面以下4～5節(jié)因片裝節(jié)點(diǎn)處腹桿焊縫破壞或腹桿拉斷而解體，見(jiàn)圖4、圖5。

圖4 國(guó)瑞左1、左2樓2臺(tái)7035塔機(jī)折斷墜落

圖5 國(guó)瑞左2塔機(jī)附著框架與塔身解體

4）文昌月亮灣項(xiàng)目地處海濱，為（7+1）層現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)聯(lián)排別墅群、27層現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅，采用多臺(tái)QTZ40、QTZ63塔機(jī)施工，附著在建筑物背風(fēng)或迎風(fēng)墻面上。多層聯(lián)排別墅塔機(jī)安裝高度約30m，在超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用下，安裝在迎風(fēng)墻面上的塔機(jī)最高附著裝置附近的塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接螺栓斷裂，導(dǎo)致整機(jī)倒塌，見(jiàn)圖6、圖7，安裝在背風(fēng)面上的塔機(jī)附著框架連接附著桿的連接板銷軸孔邊緣破壞，附著桿脫落，附著失效，塔機(jī)順風(fēng)倒塌，見(jiàn)圖8、圖9。

圖6 海南文昌海濱月亮灣項(xiàng)目迎風(fēng)面塔機(jī)塔身折斷

圖7 文昌海濱月亮灣項(xiàng)目背風(fēng)面附著框架損壞導(dǎo)致塔機(jī)倒塌

圖8 迎風(fēng)面塔機(jī)塔身主肢桿螺栓拉斷

圖9 背風(fēng)面塔機(jī)附著框銷軸耳板撕裂

3 塔機(jī)倒塌原因分析

根據(jù)以上各工地塔機(jī)倒塌圖片顯示的狀態(tài)，分析倒塌原因如下。

3.1 塔機(jī)獨(dú)立高度偏大

中移動(dòng)海南分公司大樓塔機(jī)（圖1）最高附著裝置安裝在14層臨邊鋼柱上，而核心筒已經(jīng)施工到24層，間距10層，而施工中塔機(jī)吊鉤應(yīng)超過(guò)最高施工作業(yè)面至少2個(gè)層高，至少獨(dú)立高度12層，該建筑物標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m，塔身獨(dú)立高度已超過(guò)40m，雖該高度尚符合7035塔機(jī)的允許獨(dú)立高度，但在臺(tái)風(fēng)作用下，塔身在最高附著裝置截面超載承受了很大的風(fēng)力彎矩，導(dǎo)致塔身在順風(fēng)面內(nèi)的水平桿、斜腹桿失穩(wěn)屈曲，塔身主肢桿間距減小，塔身整體截面變小，使靠建筑物一側(cè)主肢桿承受的軸壓力更進(jìn)一步增加直至失穩(wěn)、斷裂，塔身向建筑物側(cè)倒塌。施工單位認(rèn)為，形成塔機(jī)獨(dú)立高度偏大的原因是鋼結(jié)構(gòu)制作單位未能按進(jìn)度完成鋼結(jié)構(gòu)柱、梁的加工，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)安裝大大滯后于混凝土核心筒施工，兩者相差了10層，而該類建筑施工時(shí)鋼結(jié)構(gòu)通常僅落后核心筒5～6層，因此塔機(jī)不得不以大獨(dú)立高度狀態(tài)吊裝鋼結(jié)構(gòu)件并面臨臺(tái)風(fēng)。

從?？趪?guó)瑞項(xiàng)目2臺(tái)7035塔機(jī)折斷墜落狀態(tài)看（圖5），塔機(jī)的最高附著裝置附著在施工樓面向下8層樓面臨邊，層高3.2m，加上吊裝空間約10m，塔身獨(dú)立高度接近40m，且該樓位于樓盤邊緣，背風(fēng)面后即為大片空地，使風(fēng)力作用更顯強(qiáng)勁。該塔機(jī)附著裝置為四桿體系，附著框架外桿在外拐角處的附著桿拉板發(fā)生斷裂，附著桿墜落；從圖7塔身解體狀態(tài)看，塔身解除該處約束后向外傾覆，并撕裂下方3～4節(jié)塔身而墜落。在常規(guī)氣象環(huán)境中使用，該塔機(jī)上述獨(dú)立高度可能未超高，即使承受內(nèi)陸非工作工況的30～40m/ s風(fēng)速下亦能安全使用，但在本次風(fēng)速60m/s以上的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)中必然倒塌。

3.2 附著裝置安裝處塔身平面結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定

在塔機(jī)工作工況或非工作工況中，附著裝置的承受起重偏心力矩或風(fēng)載荷偏心力矩產(chǎn)生的水平載荷。中移動(dòng)海南大廈項(xiàng)目倒塌的7035塔機(jī)塔身為4片組裝式，在附著裝置截面未安裝對(duì)角腹桿。對(duì)于具有對(duì)角腹桿整體焊接式塔身，附著裝置的安裝標(biāo)高往往按照建筑物上附著點(diǎn)的位置設(shè)定，即使安裝在上，附著裝置也難以恰好安裝在該截面上。因此，對(duì)于整體焊接塔身，具有水平腹桿的塔身連接面外側(cè)焊接了螺栓連接套管，附著裝置只能安裝在無(wú)腹桿處的4根主肢桿外圍，對(duì)于7035、23B、36B等片裝式塔身，如未在附著裝置截面安裝對(duì)角腹桿，即使安裝在具有水平腹桿的截面上，由主肢桿、腹桿構(gòu)成的塔身正方形仍為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，承受水平載荷的能力均較差，主肢桿容易發(fā)生橫向彎曲，水平腹桿、斜腹桿容易發(fā)生失穩(wěn)屈曲。經(jīng)查閱該塔機(jī)《使用說(shuō)明書(shū)》，附著裝置處塔身內(nèi)應(yīng)安裝水平支撐腹桿，但現(xiàn)在市場(chǎng)上的租賃公司多未予安裝，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)極限工況中，不能保障安全。

3.3 附著桿截面偏小

在建筑工程應(yīng)用中，受現(xiàn)場(chǎng)各種原因制約，塔機(jī)經(jīng)常超遠(yuǎn)附著，該狀態(tài)中附著裝置的強(qiáng)度控制條件為壓桿穩(wěn)定性，即附著桿承受軸壓力時(shí)的穩(wěn)定性承載能力。在海南臺(tái)風(fēng)塔機(jī)倒塌狀況來(lái)看，附著在迎風(fēng)墻面上的塔機(jī)多面臨該工況。

從?？诤０?費(fèi)拉城項(xiàng)目倒塌塔機(jī)（圖3）狀態(tài)看，塔機(jī)附著在建筑物迎風(fēng)墻面上，附著距離達(dá)到8～10m甚至更遠(yuǎn)，按比例測(cè)量，格構(gòu)式桁架附著桿截面偏細(xì)。根據(jù)當(dāng)?shù)貥I(yè)內(nèi)人士反映，海南很多塔機(jī)租賃企業(yè)采用的超遠(yuǎn)附著桿往往只按原先標(biāo)準(zhǔn)距離附著桿的截面加工，與原有標(biāo)準(zhǔn)附著桿連接加長(zhǎng)，并未增大截面，承受軸壓力的能力也大為降低，在臺(tái)風(fēng)作用下，該塔機(jī)的兩組附著桿自上而下先后發(fā)生失穩(wěn)，導(dǎo)致塔機(jī)倒塌。

從文昌月亮灣項(xiàng)目塔機(jī)（圖7）狀態(tài)看，附著在建筑物迎風(fēng)墻面上，附著距離僅有3～4m，屬標(biāo)準(zhǔn)距離附著，遭受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)時(shí)，僅有的一道附著裝置安然無(wú)恙，在附著裝置附近的塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接螺栓螺紋處被拉斷，塔機(jī)倒向建筑物。

3.4 在海南氣象環(huán)境中使用內(nèi)陸塔機(jī)

根據(jù)海南建筑機(jī)械協(xié)會(huì)提供的信息，海南省所使用的塔機(jī)均由大陸省份生產(chǎn)，均僅適用于大陸的氣象環(huán)境，海南用戶也未對(duì)生產(chǎn)廠家提出塔機(jī)設(shè)計(jì)、制造時(shí)予以加強(qiáng)的要求。在海南使用的塔機(jī)每年要數(shù)次面臨超出設(shè)計(jì)強(qiáng)度的臺(tái)風(fēng)作用，因此均不同程度地存在安全隱患。

3.5 面臨超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，塔機(jī)未采取避災(zāi)措施

1）僥幸心理導(dǎo)致未作為 海南每年均要經(jīng)歷數(shù)次臺(tái)風(fēng)，登陸地點(diǎn)不定、風(fēng)力變化不定，在如此氣象環(huán)境中施工，必然應(yīng)考慮塔機(jī)的使用安全。正是臺(tái)風(fēng)登陸地點(diǎn)、風(fēng)力強(qiáng)度的不確定性，使施工單位以往屢屢備而無(wú)功，因而產(chǎn)生了僥幸心理，避災(zāi)準(zhǔn)備漫不經(jīng)心，未充分準(zhǔn)備，當(dāng)這次臺(tái)風(fēng)真來(lái)了，猝不及防，釀成重災(zāi)。

2）塔機(jī)避災(zāi)經(jīng)費(fèi)未落實(shí)導(dǎo)致不作為 總包單位或土建施工單位往往認(rèn)為塔機(jī)是租賃來(lái)的，塔機(jī)租賃公司應(yīng)承擔(dān)塔機(jī)使用過(guò)程中發(fā)生的所有費(fèi)用，包括在臺(tái)風(fēng)前為避災(zāi)加固塔機(jī)或降低塔機(jī)獨(dú)立高度的費(fèi)用，而塔機(jī)租賃公司認(rèn)為抵抗臺(tái)風(fēng)的費(fèi)用在合同中未予專門說(shuō)明，因此該費(fèi)用應(yīng)由用戶支付，在經(jīng)濟(jì)拉鋸戰(zhàn)中，雙方均心存僥幸而維持塔機(jī)現(xiàn)狀，直至按常規(guī)使用工況安裝的塔機(jī)不能承受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)而倒塌。

4 塔機(jī)在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境中避災(zāi)的建議

建筑機(jī)械設(shè)備管理應(yīng)體現(xiàn)全方位的管理，它涉及從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造、設(shè)備租賃、安裝（安裝檢測(cè)）、使用、監(jiān)管等各環(huán)節(jié)的管理。塔機(jī)在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境中的避災(zāi)工作應(yīng)注重各環(huán)節(jié)的管理，缺一不可。

4.1 技術(shù)規(guī)程與管理標(biāo)準(zhǔn)

塔機(jī)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB/T13752-1992《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB5144-2006《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》、GB5031-2008《塔式起重機(jī)》、GB20304-2006《塔式起重機(jī)穩(wěn)定性要求》等，均不同程度地提出了塔機(jī)承受非工作工況風(fēng)載荷的要求，在管理層面上均未對(duì)遇臺(tái)風(fēng)所采取對(duì)策作出相關(guān)規(guī)定。

1）GB3811-2008要求“可根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料提供的10m高處50年一遇10min平均風(fēng)速來(lái)確定瞬時(shí)風(fēng)速（但不大于50m/s）。”并在表5-9中規(guī)定“南海諸島的非工作工況計(jì)算風(fēng)壓為1500N/m2（風(fēng)速50m/s）”，另指出“沿海地區(qū)、臺(tái)灣島、南海諸島港口大型起重機(jī)防風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)速VⅢ應(yīng)不小于55m/s”。

2）GB/T13752-92要求內(nèi)地非工作工況風(fēng)壓按800Pa選取，沿海風(fēng)壓按1100Pa選取，未述及南海諸島的非工作工況風(fēng)壓取值。

3）GB/T13752-20XX（征求意見(jiàn)稿）要求與GB3811-2008相同。

4）GB5144-2006未提出非工作工況風(fēng)壓數(shù)值要求。

5）GB5031-2008要求按GB20304-2006《塔式起重機(jī)穩(wěn)定性要求》的規(guī)定。

6）GB20304-2006《塔式起重機(jī)穩(wěn)定性要求》未規(guī)定風(fēng)載荷數(shù)值要求。

上述標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范述及的非工作工況的設(shè)計(jì)風(fēng)壓均小于本次海南臺(tái)風(fēng)風(fēng)載荷的強(qiáng)度，并不意味著塔機(jī)倒塌全部歸咎于臺(tái)風(fēng)。在海南省，即使臺(tái)風(fēng)頻發(fā)也要使用塔機(jī)。將塔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成具有超強(qiáng)抗風(fēng)能力，設(shè)備成本必然高昂，也不科學(xué)，適當(dāng)加強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu)，結(jié)合富有成效的管理措施，則可規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。因此，GB3811-2008、GB/ T13752（征求意見(jiàn)稿）僅要求非工作工況計(jì)算風(fēng)壓取1500Pa（風(fēng)速50m/s）是合理的，在此范圍內(nèi)依靠塔機(jī)自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度抵抗，當(dāng)風(fēng)速超過(guò)該數(shù)值時(shí)，可通過(guò)加強(qiáng)風(fēng)前技術(shù)管理、敦促用戶采取規(guī)避措施來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。海南現(xiàn)有塔機(jī)設(shè)計(jì)多執(zhí)行GB/T13752-92，抗風(fēng)能力顯然不足，如何在臺(tái)風(fēng)中屹立不倒，是建筑安全管理部門面臨的問(wèn)題。新設(shè)計(jì)的塔機(jī)在海南使用，建議編制海南地方標(biāo)準(zhǔn)，制定產(chǎn)品在海南風(fēng)環(huán)境中的設(shè)計(jì)與使用要求，并在型式檢驗(yàn)、工程應(yīng)用檢測(cè)中監(jiān)檢。

4.2 對(duì)塔機(jī)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)

塔機(jī)設(shè)計(jì)單位可采用空氣動(dòng)力學(xué)原理優(yōu)化設(shè)計(jì)各構(gòu)件、部件的外形。構(gòu)件的矩形截面、方角、實(shí)心形狀風(fēng)阻顯然大于圓截面、圓角、透風(fēng)構(gòu)件的風(fēng)阻，而安裝在高處且無(wú)使用功能的廣告牌等構(gòu)件，風(fēng)阻尤為顯著，應(yīng)予以合理規(guī)避。關(guān)于塔機(jī)各部位、各種形式鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)阻系數(shù)在GB/ T13752《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中有一定的規(guī)定，但不夠全面，有待于高校、科研機(jī)構(gòu)經(jīng)研究、實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

4.3 優(yōu)選塔機(jī)形式

塔機(jī)工作參數(shù)相等時(shí)，平頭塔機(jī)的迎風(fēng)面積顯然小于塔帽式塔機(jī)，故前者的抗風(fēng)能力顯然優(yōu)于后者。在海南臺(tái)風(fēng)中，未見(jiàn)平頭塔機(jī)傾覆，可按使用環(huán)境要求優(yōu)選機(jī)型。

4.4 臺(tái)風(fēng)前適減塔機(jī)獨(dú)立高度

在海南氣象環(huán)境中，用戶雖按《使用說(shuō)明書(shū)》規(guī)定的參數(shù)安裝塔機(jī)附著裝置，但遇臺(tái)風(fēng)時(shí)塔身最高附著桿支反力可能超載，況且附著裝置所在截面多無(wú)對(duì)角腹桿，在附著框架的水平反力的作用下，塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)近墻側(cè)主肢桿單肢產(chǎn)生了略大的橫向變形ΔX并偏離垂線，且有風(fēng)載在塔身截面上產(chǎn)生的彎矩MX2轉(zhuǎn)換為近墻主肢桿上垂直壓力NZ，與上述ΔX的乘積為附加力矩，易使塔身在最高附著裝置截面處的內(nèi)側(cè)主肢桿壓應(yīng)力超載而產(chǎn)生失穩(wěn)，導(dǎo)致塔身折彎、傾覆。

塔身在最高附著截面上承載最大，該截面為危險(xiǎn)截面，向下各道附著桿反力迅速遞減。附著間距的大小與下方附著桿反力、塔身結(jié)構(gòu)內(nèi)力的大小相關(guān)，與最高附著反力無(wú)關(guān)。在非工作工況中決定危險(xiǎn)截面是否超載的主要因素是風(fēng)載荷與塔機(jī)獨(dú)立高度。?？谑袊?guó)瑞工程項(xiàng)目中，有2棟樓塔機(jī)倒塌，在同一工地另一建筑公司施工的2棟樓與其并列且建筑結(jié)構(gòu)、施工進(jìn)度相同，施工所用規(guī)格近似的整體塔身式塔機(jī)，因及時(shí)降低獨(dú)立高度為20多米而成功避災(zāi)，見(jiàn)圖10。因此塔機(jī)在臺(tái)風(fēng)前適當(dāng)降低獨(dú)立高度，可減小迎風(fēng)面積，減小塔身最高附著裝置截面上的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，有效提高安全性。

圖10 國(guó)瑞項(xiàng)目右1、右2樓塔機(jī)及時(shí)降高而成功避災(zāi)

4.5 保證起重臂隨風(fēng)轉(zhuǎn)功能

塔機(jī)設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)制動(dòng)器為常開(kāi)式，直至起重臂臂尖指向風(fēng)向，即起升立面平行于風(fēng)向，處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)。塔機(jī)上部如不能實(shí)現(xiàn)隨風(fēng)轉(zhuǎn)，塔身實(shí)際承受的風(fēng)力增加，危險(xiǎn)截面承受的彎矩大大增加，受壓主肢桿的壓力增加，可能產(chǎn)生單肢失穩(wěn)。不能實(shí)現(xiàn)隨風(fēng)轉(zhuǎn)的原因?yàn)榛剞D(zhuǎn)支承裝置保養(yǎng)缺失，回轉(zhuǎn)阻力矩較大，或有物體卡在齒輪副齒間。確保起重臂能實(shí)現(xiàn)隨風(fēng)轉(zhuǎn)功能，是有效且重要的抗風(fēng)避災(zāi)方式。

4.6 規(guī)范附著桿系的使用

塔機(jī)購(gòu)買時(shí)配置的均為標(biāo)準(zhǔn)附著尺寸桿系，使用中多按該尺寸設(shè)計(jì)塔機(jī)與建筑物墻面的間距，但在生產(chǎn)實(shí)際中因地基基礎(chǔ)、建筑結(jié)構(gòu)以及管理原因，在建筑結(jié)構(gòu)上不能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化安裝，導(dǎo)致附著桿加長(zhǎng)或縮短、附著桿角度變化等情況，如相關(guān)人員對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)安裝會(huì)引起附著反力較大變化無(wú)清晰認(rèn)識(shí)，盲目使用，將留下巨大的安全隱患。尤其是常見(jiàn)的超遠(yuǎn)附著應(yīng)用，附著桿的長(zhǎng)度增加、角度的變化，但圓管或格構(gòu)式附著桿的截面不增加，導(dǎo)致長(zhǎng)細(xì)比增加，穩(wěn)定系數(shù)減小，結(jié)構(gòu)應(yīng)力增加，大大降低了安全度；況且，增加附著桿長(zhǎng)度，也增加了附著桿結(jié)構(gòu)承受的自重應(yīng)力、風(fēng)載應(yīng)力。租賃商、用戶應(yīng)在海南的氣象環(huán)境中，對(duì)附著裝置進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性復(fù)核計(jì)算，通不過(guò)的應(yīng)適當(dāng)增加截面。

4.7 建立有效的管理機(jī)制

建筑機(jī)械設(shè)備管理是全方位的管理，涉及設(shè)備制造、租賃、安裝、安裝檢測(cè)、使用（施工單位）、監(jiān)管等各個(gè)單位，除設(shè)備安裝、施工單位外，其他單位的資質(zhì)管理都不在建設(shè)行政主管部門的管理范疇，如何統(tǒng)籌各方面的管理應(yīng)值得有關(guān)部門的思考。

針對(duì)這次受災(zāi)影響最大的海南省，專家們建議：海南省的施工項(xiàng)目每年數(shù)次面對(duì)臺(tái)風(fēng)襲擾，因此可建立臺(tái)風(fēng)預(yù)警、安全監(jiān)督管理、用戶自覺(jué)行動(dòng)的管理機(jī)制，明確各方面的責(zé)任、義務(wù)與經(jīng)濟(jì)關(guān)系，才能有效避免風(fēng)災(zāi)，減少經(jīng)濟(jì)損失，確保設(shè)備與人員安全。實(shí)際上，這一建議中隱含著這兩個(gè)重要課題的研究。

隨著我國(guó)改革深入發(fā)展，簡(jiǎn)政放權(quán)、減少審批已大勢(shì)所趨，但并不意味著是要弱化建筑機(jī)械設(shè)備管理，反而是要加強(qiáng)。加強(qiáng)建筑機(jī)械設(shè)備管理就是要建立一個(gè)有效的管理機(jī)制，這就是建章立制，以各環(huán)節(jié)的安全管理責(zé)任主體來(lái)約束各有關(guān)單位，以有效的監(jiān)管機(jī)制來(lái)規(guī)范各方面的管理。

首先建筑機(jī)械設(shè)備安全管理責(zé)任主體的研究。要明確各方面的責(zé)任、義務(wù)與經(jīng)濟(jì)關(guān)系，才能有效避免風(fēng)載，減少經(jīng)濟(jì)損失，確保設(shè)備與人員安全。實(shí)際上，在相應(yīng)的法規(guī)及規(guī)范中，對(duì)設(shè)備制造、租賃、安裝、安裝檢測(cè)、使用（施工單位）、監(jiān)管等各個(gè)單位都有相應(yīng)的管理要求，只不過(guò)是在實(shí)施過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的管理總規(guī)定和規(guī)范而已，有的地方將各相關(guān)單位捆綁管理，實(shí)行所謂的一體化管理，使得各責(zé)任主體的責(zé)任更加不明，難以實(shí)施。因此建議有關(guān)部門應(yīng)這種研究相關(guān)責(zé)任主體責(zé)任，在原有的基礎(chǔ)上更加細(xì)化明確，使得各責(zé)任主體切實(shí)承擔(dān)起自己應(yīng)有的責(zé)任。

其次是建立有效的建筑機(jī)械設(shè)備安全監(jiān)管機(jī)制的研究。建筑機(jī)械設(shè)備安全監(jiān)管機(jī)制并不是指某一監(jiān)管機(jī)構(gòu)，而是現(xiàn)代社會(huì)化的管理模式包括企業(yè)、行業(yè)的自律管理模式?，F(xiàn)在的建筑機(jī)械設(shè)備安全監(jiān)管實(shí)際存在各自為政的現(xiàn)象，要解決這一個(gè)問(wèn)題，并不是要加強(qiáng)某一監(jiān)管部門或機(jī)構(gòu)的權(quán)利，也不是將眾多的責(zé)任主體捆綁在一起管理。我們可借鑒國(guó)外一些先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，一方面依法管理、嚴(yán)格執(zhí)法，另一方面加強(qiáng)監(jiān)督、發(fā)揮社會(huì)的力量和行業(yè)協(xié)會(huì)作用。隨著依法治國(guó)的理念深入人心，必將促進(jìn)建筑機(jī)械設(shè)備管理理論及水平邁向一個(gè)新的臺(tái)階。

（編輯 吳學(xué)松)

Hainan powerful typhoon tower crane overturning reasons analysis and suggestions

LI-Ming, LI Gang-qiang, YIN Chen-bo

TH212；TH213.3

B

1001-1366(2015)11-0025-06

2015-09-10