1.事故簡介

　　1992年8月17日，江蘇省某市某大樓工地的一臺QTZ25A塔式起重機（上回轉）發生重大機械事故，砸壞房屋一間，整機除塔身結構件外全部報廢，司機重傷。

　　2.事故發生過程及現場情況

　　該機于1991年11月購進，安裝后工作至1992年8月17日，在工地上進行運磚、運灰漿、運混凝土和預制構件等工作。事故發生時該機處于空載回轉工作狀態，司機準備停機下班。

　　當時無大風，無碰撞等意外。塔機回轉支承裝置以及其上部結構（起重臂、平衡臂、司機艙等）突然脫離塔身而翻落下來，砸壞鄰房，司機隨司機艙一起跌落，受重傷。圖4-2是事故發生后仍聳立在建筑物旁的塔身結構頂部；圖4-3為翻落在鄰房上的塔機上部機構�；剞D支承裝置隨同上部結構一起墜落（圖4-4）。從圖4-4中可見與塔身結構相連的回轉支承裝置的內圈上的螺栓（24個）全部脫落。在現場收集到17根螺栓（8.8級）、19只螺母（6級）13個墊片（普通墊片）；其中有一根斷裂螺栓，一只帶有一段螺栓的螺母（但不是前者那一根），16只螺母的絲扣全部脫扣，墊片上均有明顯的塑性壓痕。

 

 

 

　　在進一步調查中，得知該塔機安裝時，回轉支承裝置的固定螺栓均未按照其安裝使用說明書的要求擰緊，而是隨意擰緊的。施工人員還承認：部分螺栓處在不易用搬手擰緊處，故不能保證是否擰緊。因此，可以認為，回轉支承裝置上的螺栓群是松緊不均的無預緊力的螺栓群。

　　3.事故原因分析

　　根據現場調查以及對上海市緊固件質量監督檢驗站對螺栓、螺母的檢驗報告的分析（檢測結果合格）后，認定事故的直接原因是：回轉支承裝置（徐州回轉支承廠生產）的內圈與塔身結構相連的固定螺栓組在非規定的條件下工作，致使各個螺栓組依次地、陸續地受到超過其承載能力的載荷而失效，最后導致塔機上部結構（帶著回轉支承）脫開塔身結構而翻落。非規定的條件是指該螺栓群的螺栓未在預緊扭矩為370N•m（預緊力約為100kN）條件下工作（見《回轉支承安裝使用說明書》）。實際上螺栓均在低于15kN的預緊力下工作，松緊不一致（這一點，安裝塔機的單位和工人已承認）。在動載作用下，螺栓中的拉力變化大，同時在無防松裝置時更易松動，這更惡化了受力不均的現象。在某一種工況下，某一個擰得較緊的螺栓中的拉力超過了該螺栓的極限承載能力，螺栓就脫扣或拉斷，當螺母弱于螺桿時，螺母脫扣（螺母的第一絲扣應力集中現象嚴重，超過平均應力，最易脫扣），此時該螺栓退出工作，另一個較緊的螺栓就可能在另外的某一時刻又形成脫扣，退出工作。依此反復這樣變化，惡性循環而導致全部螺母脫扣（并且是全部螺紋脫扣），而致使上、下結構分離，造成事故。

　　經計算，當有4根螺栓退出工作時，螺栓中最大拉力為原設計計算時的2.5倍，當8根螺栓退出工作時，螺栓中的拉力增加了6倍。

　　從以上分析可歸納如下幾點：

　�。�1）原規定回轉支承的固定螺栓為預緊力螺栓（預緊力為螺栓屈服力的0.7倍左右），而在此已是一種單螺母、軟墊圈的普通螺栓，受力情況完全不同。

　　（2）24個螺栓，其擰緊程度松緊不一，在工作載荷下，就可能弓Ⅰ起某個螺栓超載而失效。

　�。�3）螺栓組中螺母弱于螺桿，失效形式為螺母脫扣，始于第一螺紋，逐步向其余螺紋擴展。個別螺栓桿上有缺陷，當超載時會將螺桿拉斷。

　�。�4）在反復惡性循環下，螺栓群中大部分螺栓失效，當剩下螺栓無法承受外載時事故就發生了�？梢哉J為，該塔機工作一開始就隱藏著危機，事故必然要發生，只是時間問題。

　　此外，由于該機在作業過程中吊運的均為定量的混凝土料斗和磚籠，應無超載的可能。但在作業中，有時料斗掛住腳手架，強行起吊而使腳手架彎曲變形造成超載。經核算，其可能的最大超載倍數不會大于1.15（1.13左右）。故可以認為：這樣的偶然超載不是這次事故的原因。

　　4.事故結論

　　經上述分析，造成事故的直接原因是塔機安裝時沒有按徐州回轉支承廠對安裝回轉支承裝置的要求進行。注：要求是每個8.8級螺栓（配6級螺母），要有100kN的預緊力（預緊扭矩為370N•m）。

　　由于制造和安裝單位（同一單位）不了解這一要求的重要性和必要性，也沒有按GB5114—1985的規定向使用單位提出這些要求和提供專用工具。同時使用單位也沒有定期進行，檢查（安裝后運行100h，檢查其預緊力，以后每運轉500h檢查一次，必須始終保持足夠偽須緊力）。因而使這一隱患任其發展而至事故發生。

　　至于8.8級螺栓配6級螺母和普通墊圈的問題，可以認定：采用普通墊圈是錯誤的，應采用調質硬墊圈。而配6級螺母是回轉支承生產廠家按老標準規定的要求提出的，但不符合GB3098.2—1992新標準的規定：8.8級螺栓應配8級以上的螺母。這是一個貫徹新標準的問題，與這次事故無直接關系。

　　綜觀上述分析可以認為這是一起責任事故。

　　5.事故的預防對策

　　這起責任事故是有關單位缺乏必要的技術知識引起的，對有預緊力的高強螺栓沒有認識。為防止類似事故的繼續發生，對制造塔機和安裝塔機的單位和人員以及使用單位的有關人員必需進行技術培訓和安全教育。同時對安裝塔機的單位也要實行許可證制度，以防止類似事故的再次重復發生。