2001年12月24日某建筑工地一台QTZ40C型塔式起重机于当日14时许开始回填土方吊装作业,14时25分第二次吊装回填土至卸土点卸载后,空吊盘起升过程中,塔机瞬间向北侧倾翻,塔机根部(固定基础底座)南侧两根主弦杆断裂,平衡重砸在塔机北侧某小学三层教学楼屋顶上,砸穿屋顶及三、二层楼板,落到一楼教室内,塔身倒落到教学楼南侧屋面圈梁上,起重臂翻折至平衡重同一侧摔落至该小学操场空地上,事故造成5人死亡,19人重伤特大型安全事故,针对这起事故,技术调查组进行了现场勘查。
1 现场勘查
(1)事故发生时塔机起升高度31m,起重臂长42.13m截面为三角形,上弦杆为φ76X4.5mm无缝钢管,下弦杆为10#槽钢封板,截面宽0.9m,高0.8m,平衡臂长9.07m,宽0.9m,平衡块重7800kg,工作时幅度为37.42m 起升倍率为1:2。
(2)吊装作业时,塔身回转中心到取土点距离为23.1m ,至卸土点距离为22m,到小学教学楼距离为24.3m,在塔机回转工作区间内无障碍物。
(3)事故发生后,经检查平衡臂上配重固定完好,起重臂与塔身连接销轴完好,起升钢丝绳脱出塔帽顶端滑轮散落在楼顶上,吊钩悬挂在楼顶与墙附近,起升卷筒上钢丝绳未放松,力矩限制器弓板及行程开关完好,因无法试验,力矩限制器和起重量限制器的初始设定值无法确认。塔机固定基础底座南侧两根主弦杆及东北侧一根主弦杆完全断裂,西北侧主弦杆向外侧折弯,其中目测观察西南侧主弦杆断面全部呈现陈旧性裂痕,东南侧主弦杆大部分呈现陈旧性裂痕,局部呈现新断痕,且有颈缩现象,表明受拉断裂。东北侧主弦杆有局部陈旧性断痕,大部分为此次事故的新断痕,且为撕裂痕迹,主弦位置。
(4)经调查这次事故发生时固定基础底座不是原生产厂家所制造,原设计固定基础底座主弦杆为L125×125×12规格的角钢,材质为Q235B。由于塔机首次安装时固定基础底座部分埋入混凝土地基基础内,搬迁工地时固定基础底座无法取出,使用单位将固定基础底座露出地面以上的主弦杆切开后,用类似角钢拼接成新的固定基础底座,并重新埋入新的混凝土基础内,此种方法制作的固定基础底座共重复使用三次。为使勘察结果准确,现场勘测结束时将修改后的固定基础底座取样后送有关检测单位做进一步理化检测分析。
2 理化分析
有关检测单位对固定基础底座四根新焊后的主弦杆进行物理化学分析后得出结果。
(1)钢样化学分析结果,1#、2#、3#、4#四根主弦中1#、3#、4#主弦L100×L100X10角钢材质为Q345,其余脚钢为Q235。
(2)检验单位对主弦杆钢样断口进行清理后用20被放大镜和电子显微镜进行观察后得出结果与技术调查现场勘测结果基本吻合,测量结果,图中阴影区为旧断口。
20倍放大镜观察测量结果,1#主弦断口全为旧断口,2#主弦断口仅在L100×L100×10等边脚钢上有28×15mm的区域为新断口,占断口截面积的9%左右,其余为旧断痕,3#脚有局部旧断痕,占断口总面积30%左右,其余为此次事故的新断痕。观察点为的A~L点,其中3#主弦I位置断口形貌为韧窝,是此次事故断裂的新断口,均为经交变荷载下产生的疲劳断裂,断口形貌为贝状纹或由于受到反复拉压而磨擦使断口基本光滑是以前断裂的旧断口。