大连风暴潮塔吊倒塌破坏原因分析.docx

大连风暴潮塔吊倒塌破坏原因分析2007 年 3 月 4 日晚，大连遭遇罕见的风暴潮袭击。本次风暴潮共造成市区建筑工程现场的 8 台塔吊和 4 台物料提升机倒塌。 3 台塔吊起重臂折断，直接经济损失约 700 余万元。特别是 3 月 5 日凌晨，一续建工程的近百米高的塔吊倒塌，造成工地周边建筑物的毁坏和人员伤亡，严重影响了周边居民的生活安全。塔吊倒塌相比其他施工机械设备损失经济价值高，危险性大，社会影响大。为吸取教训，总结经验，我们进行了塔吊抗风破坏倒塌情况的专项调查与分析。认为施工现场的塔吊在设计、制造、安装、使用和管理过程中， 均存在不同程度的缺陷， 应采取必要的预防措施和对策，以保证建筑施工安全。1 破坏原因分析11 强冷空气袭击根据大连市气象局气象资料记载，因贝加尔湖强烈冷空气影响 2007 年 3月 4 日 17 时，风向为西北风，风速为 85 米秒，风速等级为 5 级，其中有 6 个时间段的风速达到 170 米秒，风向为东北风，风速等级为 7到 8 级，最大的一次风速达到 194 米秒，风向为东北风，风速等级为8 级；3 月 5 日 0 时 45 分，风向为北风，风速为 80 米秒，风速等级为 5 级，其中有 8 个时间段的风速达到 190 米秒，风向为西北风，风速等级为 8 级，最大的一次风速达到 223 米秒，风向为西北风，风速等级为 9 级。期间极大风向为西北风，风速为 288 米秒，风速等级为11 级。由于在建的高层建筑较多，使用塔吊的数量也较多；并且由于时值正月十五，多数工地并未开工，采取相应措施不及时所以造成塔吊受损倒塌相应集中。12 设计制造缺陷(1)抗风能力不足。 塔吊抗风性能存在一定缺陷， 本次台风倒塌的 8 例塔吊，大部分实际自由高度未超过设计允许自由高度。根据塔式起重机设计规范(GBT1375292)规定，塔吊非工作状态的抗倾覆稳定性计算中，计算风压取值按照大连地区地面 020 米高度为 800Pa，相当于风速 361 米秒，同时规定特殊情况下，在可能出现更大暴风地区时，可按用户与制造厂协议规定更高计算风压值。在没有实际经验的情况下，生产厂家设计部门设计计算风压取值一般取 800Pa。 生产厂家未考虑大连地区实际情况，设计计算风压取值偏小，导致塔身强度和刚度不足，引起塔身弯折倒塌。(2)设计使用说明书内容不全。由于未充分考虑沿海台风较为频繁及可能超强度的因素，多数塔吊使用说明书仅标注正常工况为 6 或 8 级风力，但未提出强风力情况及台风时的应对措施，也无相关文字说明和警示，因塔吊使用说明书内容不全，导致施工现场不能正确采取相应的应对措施。(3)附墙杆及连接不规范。强风袭击时，附墙杆既受拉，又受压，因附墙杆及连接不规范，造成塔吊倒塌破坏的特征为，最高一道附墙杆先失稳破坏 塔身上部悬臂高度相应加大， 导致在第二道附墙杆上部塔身弯折倒塌。附墙杆及连接不规范主要表现在一是附墙杆长细比过大，抗压强度不足，造成附墙杆扭曲，本次台风中有附墙杆倒塌塔吊中，有 3 例长细比过大(规范规定钢管允许长细比120，实际钢管最大长细比达到 193)，抗压强度不足而扭曲变形，占 375；二是附墙杆形式多样，有厂家直接生产的，有工地自制的，有采用小口径钢管的，有采用大口径钢管的有采用方钢管的，有采用型钢桁架式的；三是连接不规范，有采用钢管直接垂直与预埋钢板焊接的，有采用连接环加螺栓连接的，有采用与预埋钢板耳板加螺栓连接的。 本次台风中 8 例有附墙杆倒塌塔吊中， 附墙杆端部脱焊 3 例 占37 5； 中部对接或连接处脱焊 2 例 占 25； 连接环断裂 1 例， 占 12 5；调节螺栓剪断 2 例，占 25；调节螺栓拉断 2 例，占 25。(4)塔吊用材问题。破坏倒塌塔吊采用角钢的占 8889，说明采用角钢的塔吊抗风能力较差。但从风暴潮后完好塔吊调查结果对比分析，采用角钢的塔吊占 7666。标准节采用角钢的塔吊安然无恙，虽然角钢抗扭性能较差，但如果角钢的材质及长细比合理，安装和使用合理，也能保证安全。13 安装使用问题(1)自由高度过高。本次台风倒塌的塔吊中，有 1 例实际自由高度超过设计允许自由高度，占 1111；有 7 例实际自由高度达到或接近设计允许自由高度，占 7778。因塔吊本身不具抵抗强台风能力，设计允许自由高度已不符合实际情况，自由高度大意味着塔吊受风面积大，受约束少易产生较大挠度，易引起塔身弯折倾斜甚至倾覆。部分施工企业对强风中塔吊自由高度过高危险性认识不足，个别管理人员甚至对其概念认识模糊。在安装或顶升过程中，施工企业为节省成本和工期，塔吊自由高度一般都达到或略低于允许高度限值，个别塔吊由于场地客观原因，例如附着于较低楼层而作用于较高楼层，自由高度达到允许限值。而塔吊使用说明书中所提到的允许自由高度限值都