事故過程簡述

　　1995年某月某日，某電建公司在拆卸施工用QTS2240塔式起重機頂部節時，塔機升降架及其連接的上部構架突然整體下滑墜落，造成15人死亡、14人重傷、10人輕傷的重大人身傷亡和設備損壞事故。

　　QTS2240塔式起重機由某機械設計研究所設計，某機械廠制造。該型塔機主要用于大型火電廠機組設備和構件的安裝吊運作業，是第一次設計，也是制造廠生產出廠的第一臺產品；尚未進行產品鑒定。該塔機于1994年在組裝頂升過程中出現了翻板擠壓應力過高，使踏步板表面局部發生塑性變形的問題，設計、制造、安裝三方共同召開了有關專家參加的專題討論會議。會議提出了將上、下翻板加寬、加長以增大接觸面積將翻板做成鉤狀，使之提高安全性能等要求，并說明“待下次安裝時方能改進”，并建議更換一套液壓頂升裝置和油缸自鎖裝置。

　　1995年，在制造廣對該塔機使用情況進行質量回訪時，使用單位就塔機安裝和使用情況等尚未解決的13個問題提交制造廠。對踏步板擠壓應力較高、表面局部塑變問題“要求制造廠與設計單位改進措施，以增加塔機的安全。”但設計單位認為表面局部屈服這種現象常有發生，不影響正常使用，也不涉及塔機的安全性。同時說明可采取以下措施：①調整升降架導向輪，使頂升翻板盡可能前移；②將踏步板順原來壓痕作適當修磨。并說明遺留問題在9月份前全部處理完。但直到事故發生前對踏步板的缺陷并沒有進行處理。

　　工程大件吊運工作結束后，開始著手進行QTS2240塔式起重機拆卸。電建公司指派鍋爐起重班長T某，根據塔機使用和升降架頂升說明書及原安裝方案編寫了塔機的拆卸方案。制造廠派以工程師F某為首的塔機工程技術人員共6人到達工地。制造廠、電建公司有關人員共同召開會議，討論塔機拆卸方案。會議決定由制造廠和電建公司聯合檢查塔機，通過檢查發現的主要問題有：一個翻板銹蝕不靈活；油箱內進水，油位低；液壓系統油壓穩不住，達不到額定壓力等，并進行了處理。

　　拆卸工作開始前，在工地召開了拆卸塔機技術交底會，電建公司、制造廠等單位相關人員參加會議。對拆卸方案進行講解和具體分工，并交待了一些安全注意事故。根據方案要求廠家提前到達現場進行液壓系統調試，并負責指導升降架降落的操作，塔頂與升降架解體時，應在廠家代表的指導下進行。

　　在作拆卸前的準備工作時，將購回的液壓油加入油箱，并對液壓系統進行了檢修調試，但油壓仍不能升至16MPa，下午卸下配重16塊共40t。第二日上午繼續對油壓系統進行檢檢修調試，經更換了三個液壓閥門后，再進行調試，油壓可升至16MPa。下午開始拆卸塔機工作，根據分工，上機臺23人，下機臺12人，地面27人，首先頂升液壓裝置到位，松動橫梁與塔架的連接螺栓(4×8只)，拆除升降架與塔架橫梁連接的4只大雙錐銷子，使升降架與塔頂橫梁分離。約13：50時開始拆卸頂部節，為了便于拆卸頂部節與標準節的連接銷子，按規定操作程序操作升降架，將過渡翻板擱放在第二層踏步板(從頂向下數)后，開始拆卸頂部節與標準節四個角的銷子。此時，T某通知Z某(司機，負責監護)指揮司機W某將扒桿升至主鉤距離塔架中心約1m的位置，準備起吊頂部節，因有的銷套太緊卸不出來，T通知地面指揮Y某準備拆銷套的工具，又通知Z指揮W再將扒桿回到5～10m幅度處。這時頂部節與標準節之間的四角連接銷子已卸下4個。在繼續拆除銷套的過程中，Z聽到有嘎……響聲，約15時許，突然發出“嘣”的一聲巨響， QTS2240塔式起重機升降架及與其連接的上部構架整體下滑墜落。

　　事故原因分析

　　(一)塔機在安裝過程中已發現的問題

　　該塔機在頂升過程中，先后共發現13個問題。其中主要問題有：

　　1．踏步板

　　(1)踏步板頂面局部發生塑性變形。但塔機頂升安裝后，對安裝單位反饋且在“三方”有關紀要中已明確的踏步板的重大缺陷，未能及時采取補救措施和進行有效處理。

　　(2)部分踏步板頂面的加工未達到設計伊的要求，因用火焰切割，表面比較粗糙；另有一部分踏步板，焊在塔架弦桿上后，因左右標高不一致，用手工火焰修割來調整其標高，修割后的踏面沒有打磨，甚為粗糙。

　　(3)不能滿踏和實際上存在偏載。事故后，根據對部分未損壞的踏步板上壓痕的觀察，明顯的看到翻板在踏步板上沒有達到設計理想壓滿的狀態，壓痕面都存在不同程度的斜度，因為升降架有一定的后傾角度，不可能使上翻板在踏步板上投影面全部面積均勻受力這是必然的。又由于相對位移和間隙的存在很難使左右的上翻板絕對均衡的壓在踏步板上。無論是從計算分析結果，還是從塔機事故現場觀察，實際上翻板在踏步板上的投影面寬只有15～20mm。

　　以上問題的存在，說明在設計上沒有正確把握住踏步板的受力狀況。

　　2．導向輪間隙

　　導向輪間隙因升降不能自如而放大，經查閱塔機頂升安裝施工記錄知，設計單位同意將側向間隙由3～5mm放大到6mm，因而增大升降架升降時的晃動度，必然間接影響翻板在踏步板上位置的變化。現場調查取證也證明左右翻板在同一標高的踏步板上擱置的投影面是不一致的。

　　3．液壓系統

　　液壓泵站工作不正常，油缸在負荷狀態下不能自鎖保壓，回落時產生較大沖擊力，不能平穩下降。

　　根據事故后的檢查，事故時上翻板是掛在距第一層踏步板1．5m處的第二層踏步板上，下翻板未翻出，液壓系統沒有處在受荷狀態，雖然可以排除液壓系統存在的問題是此次事故發生的原因。但由于液壓系統不正常對塔機的拆卸是有影響的。

　　(二)事故的技術方面原因

　　(1)踏步板的強度計算存在缺陷，工作時應力超過材料的擠壓許用應力屈服應力。對踏步板這樣重要的、關鍵的受力構件，在設計上不應考慮其出現塑性應力狀態。踏步板僅按端面承壓計算既不合乎實際，本身在強度設計上也是不安全的。

　　(2)升降架與塔架相對水平位移的影響。經查閱設計單位和原始計算書發現，設計未考慮塔機在頂升安裝和拆卸階段由于各種因素：如升降架的后傾力矩、導輪允許間隙、制造和安裝允許誤差等產生的升降架與塔架之間的相對變位。其中的水平相對變位將使翻板在踏步板上的承壓接觸面減小傾斜角增大，進一步增大對踏步板的工作應力不利影響。

　　事故后，經對升降架的變形進行了驗算，在垂直荷載和后傾力矩作用下，升降架在靠近上翻板處的水平變位最小值為7．968mm。以上位移值將產生對踏步板受力的不利影響，加劇踏步板破壞。

　　另外還有下列三種因素可造成上翻板與踏步板間向不利方向(張開)的相對變位和減少翻板的有效長度。

　　前后導輪與導軌(即塔身弦桿)的設計規定間隙2～3mm產生的上翻板位移5mm。

　　翻板端頭的倒角2mm。

　　加工誤差：自下而上第十節標準節前后弦桿中心開檔比設計小3mm。

　　塔架與升降架在上翻板處的相對水平變化加上上述三種實際存在的因素，產生在翻板與踏步板之間的相對變位10mm，那么，上翻板與踏步板產生的總相對水平位移可能考慮為18mm，所以實際上翻板在踏步板上最大可能踏人深度為22mm。

　　通過大量的現場實物取證和三所大學的分析計算，技術組經過反復討論、分析、研究認為，事故的發生是由于升降架的后傾力矩產生升降架與塔架間的相對位移和左右翻板的偏踏，使踏步板受力不均。上述相對位移和不均勻受力，導致翻板對踏步板實際承壓面積減少應力增大并產生水平推力，對踏步板產生向外偏載，應力高峰處向外轉移，使裂縫向外擴展。而懸臂狀的踏步板的水平剛度又相對很小，上述水平力由外向里作用于踏步板已被壓潰的斜面上，使踏步板產生向里側的水平變位和向內傾斜，導致翻板在踏步板上的垂直投影面相應減小，由最初的15～20mm寬逐漸減少到事故發生時一塊的極限支承面 6mm寬，另一塊踏步板僅掛上一點點。使應力向偏載側集中，故而較快地撕裂踏步板并使其向內翻卷，翻板從踏步板上滑脫，導致升降架整體下墜，翻板滑人夾層中，形成楔塊，產生更大水平推力，而使升降架與塔身相對變形增大使翻板通過，導致升降架及其連接的上部構架整體下落。

　　綜合上述現場取證、分析、計算與論證認為，該塔機在升降系統的設計中僅驗算擠壓強度，并簡單套用GB 3811標準中“磨平頂緊”情況下擠壓許用應力f是不正確的。由于沒有考慮實際工作情況進行踏步板的復雜應力計算，使踏步板實際應力大大超過材料允許應力和未考慮各種變形造成踏步板受力惡化是導致這次事故技術方面的直接原因。

　　(3)QTS2240塔式起重機的升降系統。升降系統的踏步結構過于簡單，可靠性能差，既沒有保證滿踏的措施，也沒有防止偏踏和斜踏的措施，在升降過程中又沒有任何防止升降架墜落的安全保護裝置，也是此次事故不可忽略的技術原因。

　　(三)事故的管理方面的原因

　　(1)從設計單位所取得的塔機計算書來看，計算書尚未履行逐級審核、批準的簽字手續，對踏步板這樣關鍵部件的受力狀況分析和強度計算中的失誤，失去了發現和修正的寶貴機會。   

　　(2)設計單位對塔機在安裝頂升中反映涉及影響安全的隱患和問題，沒有引起足夠的重視和認真對待。如頂升過程中踏步板已發現局部塑性變形，沒有及時采取有效補救措施。

　　(3)“頂升操作說明書”不夠完善，過于簡單，操作性不強，安全操作控制點和控制要求不夠明確。

　　(4)制造單位存在加工精度不夠的情況，如部分踏步板進行火焰切割后，踏步板受力的頂端面光潔度未達到伊，這對踏步板的受力帶來不利的影響。

　　(5)在拆卸塔機前，安裝單位雖編制了拆卸方案，對有關人員也進行了技術交底，但安全措施不夠完善。

　　事故應汲取的教訓

　　這是一起大型塔式起重機在拆卸過程中由于設計有缺陷、制造不標準、管理不嚴密引起的設備損壞、人員傷亡事故。從事故中應汲取以下教訓：

　　(1)設計單位在進行大型塔機設計中，不能簡單套用設計規范有關標準，對主要部件的設計，應該考慮實際使用情況，進行復雜應力狀況下的應力分析計算、校核和試驗，并應考慮可能出現的各種變形、變位因素的不良影響。

　　(2)起重機械(特別是第一次設計、制造、使用的起重機)無論是在組裝、拆卸，還是使用過程中發現的明顯變形及故障等，設計、制造、使用單位都應該引起足夠重視，及時采取有效措施解決。

　　(3)需進行拆、裝的起重機械，其安裝、拆卸、使用說明書應具體詳細；特別是頂升塔式起重機，其拆卸和頂升的工況并不完全相同，必須對頂升和拆卸過程分別編制操作說明書，明確有關安全操作控制點和控制要求，對關鍵環節應特別予以強調和說明。

　　(4)制造單位對承制第一次設計、第一次制造的塔機，應組織有關專家進行安全可靠性論證。在制造過程中，應使用標準的工裝模具等，使標準節等滿足互換使用要求；對技術要求中的各種尺寸、公差、光潔度等，必須嚴格控制，確保滿足設計要求。

　　(5)使用單位在訂購大型起重機械應嚴格把關，不能訂購和使用未經具備審查鑒定資格部門組織鑒定和缺少必要的檢測、校核和試驗的產品。

　　(6)在起重機械安裝、拆卸、使用前，對發現和遺留的缺陷問題應該及時組織妥善處理；否則，不能進行安裝、拆卸或投用。

　　(7)主管起重機械設計和制造的有關部門應該嚴把設計、制造審查、審批關，并加強對新設計、制造起重機械的安全監督管理。

　　總之，這起事故是由于綜合性技術因素和管理因素造成的，在客觀上我國現有的起重機械的設計和檢測的規范和標準尚不夠健全和完善，起重機的配套設備的質量也有待進一步提高。尤其在大型起重機械首次設計時不能簡單地套用現有規范和標準，也不能簡單不加分析地引用國外技術。

　　反事故措施與預防

　　(1)安全意識不強是發生這起事故的重要因素。起重機械使用單位應深入開展安全教育和安全檢查活動，加強對有關人員的安全思想教育，落實安全責任制。對所有頂升式塔式起重機的升降系統進行全面的安全檢查和驗證。凡安全性差或存在缺陷的，應限期整改，在整改前不得進行頂升或拆卸作業。

　　(2)有關部門在制訂和修訂有關設計規范和技術標準時應考慮本事故中相應問題，使其進一步補充和完善。

　　(3)頂升塔式起重機的升降系統在設計時要充分考慮各種因素的影響，要有電氣和機械保險裝置，機構和構件的強度和剛度必須充分保證安裝和拆卸時的安全，并經型式試驗后方能投人生產。

　　(4)新研制的起重機械未經電測合格和產品鑒定不得正式投入使用，在試運期間設計和制造單位應派技術人員監護。

　　(5)加強安全監督檢查。在起重機械安裝前或使用中，應按國家有關法規辦理開工手續，并接受有關部門的審查驗收和監督檢查。

　　(6)訂貨合同要簽訂完善，明確起重機械的第一次裝、拆方案、關鍵系統和部位的調試和監控及安全技術措施由設計單位(或制造單位)編制，設計和制造單位應參加技術交底和裝、拆技術指導。

　　(7)設計單位要加強設計審查和鑒定工作，對鑒定的整改意見必須認真研究落實，關鍵部位要進行可靠性評價與審查。要加強技術管理和設計的校核及審批，手續必須完備。對新產品要加強技術跟蹤，對用戶反饋意見要作為質量保證的重要環節認真處理。指導安裝和使用的技術文件對關鍵的操作和部位，應明確監控的要求和安全措施。

　　(8)制造單位要加強工藝管理，對新產品整機的組裝和試驗，應有詳細的技術文件，并對關鍵部位的情況和狀態作詳細的記錄。重要新產品開發應做可靠性論證，對保證期內的產品，應有義務進行與該產品有關的各種技術指導和技術服務。

　　(9)使用單位對各類起重機械的安裝、拆卸和使用，必須建立和健全各項管理、使用、操作制度(包括崗位責任制和安全責任制)。認真貫徹執行國家有關安全規定。對重要和關鍵部位，必須有專人監控、監測和監視，并詳細記錄。在施工組織方案中必須明確程序、要求、安全措施和人員的分工與職責，并嚴格執行。

　　違反何種標準、規定、規程及其條款

　　本事故是由于違反如下條款而造成：

　　(1)《特種設備安全監察條例》(國務院令第373號)：第十條  特種設備生產單位，應當依照本條例規定以及國務院特種設備安全監督管理部門制訂并公布的安全技術規范的要求，進行生產活動。特種設備生產單位對其生產的特種設備的安全性能負責；第十三條  按照安全技術規范的要求，應當進行型式試驗的特種設備產品、新部件或者試制特種設備新產品、新部件，必須進行整機或者部件的型式試驗；第二十一條  起重機械的制造過程和起重機械的安裝、改造、重大維修過程，必須經國務院特種設備安全監督管理部門核準的檢驗檢測機構按照安全技術規范的要求進行監督檢驗；未經監督檢驗合格的不得出廠或者交付使用；第二十九條  特種設備出現故障或者發生異常情況，使用單位應當對其進行全面檢查，消除事故隱患后，方可重新投入使用。

　　(2)《特種設備質量監督與安全監察規定》(國家質量技術監督局令第13號)：第六條  設計單位及其設計人員對所設計的特種設備的質量和安全技術性能負責。設計必須符合相應的標準和安全技術要求。未制定國家標準或者行業標準的，必須符合保障人體健康，人身、財產安全的要求；第七條  制造單位對制造的特種設備的質量和安全技術性能負責。對實施生產許可證管理的特種設備由國家質量技術監督局統一實行生產許可證制度；對未實施生產許可證管理的特種設備實行安全認可證制度。對未取得相應產品生產許可證或者安全認可證的單位不得制造相應產品；第八條  有下列情況之一的必須由國家質量技術監督局認可的監督檢驗機構進行整機或者部件的型式試驗，合格后方可以提供用戶使用：(一)試制特種設備新產品或者部件； (二)制造標準或者技術規程有型式試驗要求的產品或者部件。需要正式生產的，取得相應產品生產許可證或者安全認可證后，方可以正式生產、銷售。

　　(3)《中華人民共和國專業標準——塔式起重機操作使用規程》(ZBJ 80012—89)：4．1  起重機的使用條件：4．L1必須持有國家頒發的塔式起重機生產許可證(經省級以上鑒定合格的新產品除外)。

　　(4)《中華人民共和國國家標準——起重機械安全規程》(GB 6067—85)：5．2．1  對制造廠和自制、改造的要求：制造廠應對起重機的金屬結構、零部件、外購件、安全防護裝置等質量全面負責。產品質量應不低于專業標準和其它有關標準的規定；5．2．1．2  起重機械制造和改造后，應按有關標準的要求試驗合格。