某高層住宅小區(qū)防墜安全器失速下墜事故分析

某高層住宅小區(qū)防墜安全器失速下墜事故分析

一、吊籠失速下降2007年11月，位于某高層建筑中的一棟住宅樓進(jìn)入了內(nèi)部清潔和水電的安裝和施工階段。11月14日10時30分左右,D區(qū)A8樓工程中施工升降機西側(cè)吊籠從地面送料上行至33層卸料后,下行逐層搭乘若干名下班工人與1輛手推車,到26層時又進(jìn)入4人,余3人因籠滿只得轉(zhuǎn)乘東側(cè)梯籠,此時西側(cè)吊籠內(nèi)共載17人(含女司機),關(guān)門后還未及啟動電動機,吊籠即開始下滑并失速下降,司機當(dāng)即按下緊急按鈕,但未能制動住吊籠,吊籠加速墜落至地(見圖1),在巨大的墜地慣性力的作用下,安裝在吊籠內(nèi)壁傳動板上的兩臺電動機均從減速機上脫落,砸在吊籠內(nèi)的工人頭頂上,與吊籠以鋼絲繩繞過天輪連接的配重塊也沿導(dǎo)軌架迅速上升到頂并沖斷天輪架(見圖2),導(dǎo)致天輪脫離支座并墜落到26層進(jìn)出平臺上,而重達(dá)1t多的配重塊也脫離配重導(dǎo)軌墜落到地,陷入地面1m多左右。本次事故當(dāng)場死亡4人,后在醫(yī)院內(nèi)陸續(xù)死亡7人,造成11死6傷的重大設(shè)備安全事故。二、事故原因分析1.技術(shù)原因(1)總制動力經(jīng)解體檢測結(jié)果表明,兩臺電磁制動器的制動力矩分別為25.5N·m、77.5N·m,實際總制動力矩為103N·m,小于《使用說明書》規(guī)定的2×120N·m=240N·m額定總制動力矩。事故發(fā)生時,吊籠凈載荷達(dá)到1335kg,超過了現(xiàn)有制動力矩的承載能力,因而導(dǎo)致吊籠失速下墜。(2)防墜安全器正常工況吊籠在電動機的驅(qū)動下以額定工作速度運行時,防墜安全器輸出端齒輪、驅(qū)動齒輪受到齒條的水平推力而有相互分離的趨勢,但背輪限制了齒輪的水平分離位移。當(dāng)?shù)趸\失速下墜1~2m、瞬時速度達(dá)到0.8~1m/s時,防墜安全器產(chǎn)生閉鎖動作,其輸出端齒輪不轉(zhuǎn)動,與吊籠共同墜落,該齒輪撞擊齒條時,受到齒條的巨大的水平反力,推動齒輪向外水平位移。市場上大部分施工升降機吊籠傳動板上齒條背部均加設(shè)了齒輪防脫軌擋塊,可防止齒輪脫離齒條(見圖3),但墜落吊籠的傳動板上卻未設(shè)置防脫軌擋塊(見圖4),在吊籠墜落時,完全依靠下背輪阻擋齒輪傳來的巨大的沖擊水平分力,而此時下背輪軸六角頭承受不了該分力而發(fā)生斷裂,防墜落安全器輸出端齒輪失去水平約束而脫離齒條,導(dǎo)致吊籠脫軌自由墜落。(3)內(nèi)六角螺栓的使用從上背輪軸查知,下背輪軸原為準(zhǔn)20、8.8級高強度內(nèi)六角螺栓(螺栓上有標(biāo)記),但在日常使用中損壞或失落后,維修人員用外形相近的準(zhǔn)18、強度4.8級的內(nèi)六角螺栓代替。而現(xiàn)場發(fā)生拉脫斷裂的普通材料的內(nèi)六角螺栓不但強度與承載能力大大低于高強度內(nèi)六角螺栓,其六角頭的構(gòu)造尺寸也有缺陷,導(dǎo)致其內(nèi)六角頭的抗拉能力大大低于螺紋根部截面的抗拉能力。(4)半閉合狀態(tài)造成的事故事故吊籠的背輪依靠偏心套調(diào)節(jié)齒輪-齒條的嚙合間隙,調(diào)節(jié)后緊固螺栓軸的螺母產(chǎn)生摩擦力緊固,偏心輪無固定措施、螺母無防松措施。再者,背輪軸安裝在水平長孔內(nèi),在水平推力作用下可能產(chǎn)生橫向滑動,使嚙合間隙超標(biāo)時,二者處于半嚙合狀態(tài),傳動中各輪齒逐個劇烈敲擊齒條各齒,強大的水平?jīng)_擊反力推動背輪軸在長孔中滑動,并導(dǎo)致螺母松動,進(jìn)一步增加了齒輪-齒條分離量,形成重大安全隱患。事故發(fā)生時,上背輪螺栓軸的緊固螺母松動,背輪軸松弛下垂,失去對齒輪的水平約束作用。下背輪螺栓軸的緊固螺母因經(jīng)常松動,被維修人員錘擊變形咬死螺栓軸。在防墜安全器輸出端齒輪-齒條間逐漸增強的撞擊力的水平分力偏心作用下,螺栓軸只能沿水平長孔向反方向擺動并發(fā)生傾斜,由此承受了軸向沖擊力,將具有構(gòu)造缺陷的內(nèi)六角頭(六角頭抗剪強度小于橫截面抗拉強度)剪切脫落破壞,導(dǎo)致下背輪脫落。因傳動板上未設(shè)置齒輪防脫軌擋塊,防墜安全器輸出端齒輪完全失去水平約束而與齒條分離,導(dǎo)致防墜安全器完全喪失了安全保護(hù)功能。(5)現(xiàn)場吊籠更換行為該施工升降機出廠合格證簽署時間為1996年,但在墜落吊籠傳動板上標(biāo)牌上簽署的出廠時間為1999年8月,但生產(chǎn)廠家為同一建筑機械廠,說明該傳動板并非原配,而是將同廠家、同規(guī)格、不同生產(chǎn)日期產(chǎn)品的吊籠更換混用,也未見維修、更換紀(jì)錄。事故發(fā)生時現(xiàn)場無《使用說明書》,事故發(fā)生后由生產(chǎn)廠家提供了同型號產(chǎn)品的《使用說明書》,其中雖規(guī)定了電磁制動器摩擦片厚度、摩擦片與制動盤的間隙及制動力矩的測試方法,但未說明制動力矩的調(diào)整方法,不能指導(dǎo)維修人員正確進(jìn)行日常保修。(6)無防墜安全器的重大安全隱患1)設(shè)備安裝人員安裝前將其他施工升降機的吊籠隨意調(diào)換到本機上使用,使存在問題的吊籠投入現(xiàn)場使用。2)設(shè)備安裝、維護(hù)、操作人員未能熟知設(shè)備各裝置的功能,對背輪的作用、防墜安全器在墜落時卡住吊籠的原理了解膚淺,因此對設(shè)備無防脫軌擋塊的重大安全隱患渾然不知。3)未按《使用說明書》的規(guī)定定期檢測電磁制動器的制動力矩并及時調(diào)節(jié)制動力矩至符合規(guī)定。4)在背輪軸損壞或丟失后,維修人員未仔細(xì)檢查,就隨意用普通材料的內(nèi)六角螺栓代替8.8級高強度螺栓作為背輪軸,大大降低了其承載能力。三、事故教訓(xùn)1.安裝和交付升力機前應(yīng)進(jìn)行全面檢查(2)吊籠制動板使用要求1)鋼結(jié)構(gòu):主要有導(dǎo)軌架、吊籠、附著桿系等,應(yīng)檢查是否有導(dǎo)致承載能力下降的變形,焊縫有否裂紋,發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重問題的部件不得使用,并及時更換合格的部件,發(fā)現(xiàn)存在一般問題也應(yīng)及時整改。2)傳動裝置:主要有電磁制動器-電動機,應(yīng)檢查電動機啟動、制動是否正常,并按《使用說明書》中說明的方法檢測制動力矩是否達(dá)到規(guī)定數(shù)值,并及時調(diào)試。3)安全保護(hù)裝置:主要有防墜安全器、行程開關(guān)等。防墜安全器應(yīng)按照規(guī)定及時送往具有專業(yè)資質(zhì)的檢測機構(gòu)進(jìn)行檢測。吊籠內(nèi)的上、下限位行程開關(guān)調(diào)試位置應(yīng)準(zhǔn)確,斷電可靠。4)背輪及防脫軌裝置:背輪的偏心輪調(diào)節(jié)偏心量后,應(yīng)有鎖片鎖定偏心輪的位置,以保證齒輪的嚙合間隙在正常范圍內(nèi)。背輪軸不得采用市場上的普通螺栓代替,而應(yīng)到設(shè)備原廠家購買專用高強度螺栓軸或銷軸更換。不得使用未設(shè)置防脫軌擋塊的傳動板。背輪安裝孔不宜制造為長孔,如為長孔,背輪在調(diào)節(jié)齒輪間隙后應(yīng)有可靠的固定措施。2.在施工前，應(yīng)進(jìn)行全面檢測施工升降機使用前應(yīng)向具有檢測資質(zhì)的單位提出檢測申請,檢測合格并取得合格證后,才能投入使用。3.現(xiàn)場管理人員對家庭隱患的管理在設(shè)備日常使用中,按《使用說明書》及我省地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑機械安全檢測規(guī)程》的各項要求,對設(shè)備定期進(jìn)行檢查,并對存在的安全隱患及時維修、整改,并由檢查責(zé)任人填寫并簽署日常檢查、維修記錄?，F(xiàn)場應(yīng)對照要求嚴(yán)格進(jìn)行自檢并消除隱患。現(xiàn)場專職設(shè)備管理人員應(yīng)通過學(xué)習(xí)提高職業(yè)責(zé)任心,并逐漸提高自身的專業(yè)技術(shù)水平,才能在日常生產(chǎn)中進(jìn)行行之有效的安全管理。案例二:2008年10月,某市在建樓盤中3#樓一臺施工升降機在運行中吊籠墜落,造成吊籠內(nèi)12名工人當(dāng)場死亡的生產(chǎn)安全重大事故。一、吊籠與斜拉索的破壞發(fā)生事故的施工升降機為SCD200/200型,由山東省某公司制造,2007年3月出廠。該施工升降機現(xiàn)場已安裝高度69.37m,自下而上安裝7道附著架,間距為6~9m不等,上部自由端高度為9m,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中心距建筑物邊緣3.02m。該施工升降機第43節(jié)(離地面高度64.8m)以上四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)朝東側(cè)傾倒在建筑物外腳手架上,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)構(gòu)未見破壞;第42、43標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間西側(cè)兩根連接螺栓留置在第43節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上,其螺母已脫落,螺紋未見損傷,其中一根螺栓的螺紋有明顯積塵,另一根未見積塵(見圖5);東側(cè)兩根連接螺栓未脫開,呈彎曲狀(見圖6);在傾覆的第44、45節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上,有吊籠墜落時留下的明顯刮痕(見圖7);東側(cè)吊籠墜落在裙樓頂距施工升降機中心約6m的平臺上,吊籠變形嚴(yán)重(見圖8),東側(cè)吊籠對重在基座上,且導(dǎo)輪未脫離對重導(dǎo)軌,其連接鋼絲繩已脫離頂部滑輪隨吊籠落在地面;西側(cè)吊籠停在8層,對重在第30節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)處懸掛,對重鋼絲繩未脫離頂部滑輪。二、中國宏觀上,副產(chǎn)物的傾覆力在充放電系統(tǒng)的外腳手架上發(fā)生嚴(yán)重傾覆調(diào)查表明,施工現(xiàn)場管理混亂,對設(shè)備管理缺位,施工升降機日常檢查、維護(hù)、保養(yǎng)嚴(yán)重不到位該工程3#樓25層樓面砼10月29日澆注完畢,10月3日上午6點30分左右12名工人(其中木工11人、鋼筋工1人,均為男性)乘坐施工升降機東側(cè)吊籠到工作面作業(yè),非操作人員擅自開機。當(dāng)東側(cè)吊籠上行至第44、45標(biāo)準(zhǔn)節(jié)處時,相對于第42節(jié)頂部截面東側(cè)支點,東側(cè)吊籠產(chǎn)生的傾覆力矩大于上部四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)自重及鋼絲繩拉力產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩,由于第42、43標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間西側(cè)兩根連接螺栓的螺母均已脫落,喪失傳力作用,不產(chǎn)生穩(wěn)定力矩,致使上部四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)傾倒在東側(cè)建筑物外腳手架上;因吊籠重力和慣性沖擊力的作用,致使吊籠滾輪和安全鉤滑脫標(biāo)準(zhǔn)節(jié),對重鋼絲繩脫離頂部滑輪并隨吊籠墜落。三、吊籠消失至第32節(jié)由于第42、43標(biāo)準(zhǔn)節(jié)處西側(cè)兩根連接螺栓緊固螺母脫落,當(dāng)東側(cè)載人吊籠上升至第44、45節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)處時,傾覆力矩大于穩(wěn)定力矩,致使第43以上標(biāo)準(zhǔn)節(jié)傾覆,吊籠墜落。(1)連接螺栓的滑動進(jìn)入現(xiàn)場使用的施工升降機應(yīng)帶有產(chǎn)品制造許可證、出廠合格證、使用