塔機起升鋼絲繩斷裂原因分析及處理辦法

（廣西建工集團建筑機械制造有限責任公司，廣西 南寧 530299）

塔式起重機（以下簡稱塔機）在建筑工程施工過程中發揮著非常重要的作用[1]。然而，近年來塔機安全生產事故頻發，特別是起升鋼絲繩（以下簡稱鋼絲繩）斷裂，不僅給相關企業帶來了嚴重損失，甚至造成人員傷亡情況。因此，有必要在塔機安裝、使用和維保過程中對鋼絲繩加以保護，同時在最短的時間內處理斷裂、有安全隱患的鋼絲繩，防止事故發生，減少損失。本文以南寧某樂園D2-2#塔機鋼絲繩斷裂為例，分析了鋼絲繩斷裂原因、介紹了鋼絲繩整體更換方法、提出了預防鋼絲斷裂的措施。

1 事故概況

南寧某樂園項目D 區施工現場共布置了2 臺塔機，存在交叉作業，2 臺塔機基本信息如表1 所示。

表1 2臺塔機基本信息表

其中，D2-2#塔機在臂長約31m 處剛起吊一捆2.56t 的鋼筋時發生鋼絲繩斷裂，臂端懸掛斷裂的鋼絲繩長約29m，未造成人員傷亡。

2 鋼絲繩斷裂原因分析

塔機鋼絲繩在使用過程中會因疲勞、磨損出現斷絲、斷股、斷裂現象，此時斷裂處單根鋼絲會被拉長、呈針尖形。若有群塔作業，塔機在使用過程中會因交叉作業產生碰撞，此時鋼絲繩內部產生“不可見的”斷裂，鋼絲繩在后續使用會突然斷裂，斷裂后的鋼絲繩斷面平整。

經現場勘查，D2-2#塔機斷裂鋼絲繩斷面平整，如圖1 所示，鋼絲繩單根繩絲沒有出現明顯的針尖形，說明鋼絲繩內部有外力作用導致“不可見的”斷裂，在繼續使用過程中出現斷裂現象。另外，根據產品說明書顯示，D2-2#塔機在31m 處吊重2.36t，根據測算實際吊重2.56t，超載約8%。

圖1 鋼絲繩斷裂處斷面圖

最后，根據2 臺塔機定位布置圖（圖2）顯示，D2-1#塔機臂架下弦桿距D2-2#塔機臂架下弦桿約4～5m，如D2-2#塔機鋼絲繩在臂長為31m 處被D2-1#塔機臂架下弦桿撞擊，斷裂后懸掛到臂端放氣裝置的鋼絲繩長度剛好是29m左右，與實際斷裂長度相符。

圖2 塔機定位布置圖

經詢問施工現場作業人員，塔機在鋼筋棚位置吊裝鋼筋過程中，D2-1#塔機臂架有碰撞D2-2#塔機鋼絲繩的現象。

綜上分析，判斷D2-2#塔機鋼絲繩斷裂的原因是：塔機布置存在交叉作業，使用過程中D2-1#塔機臂架下弦桿有撞擊D2-2#塔機鋼絲繩的現象，導致D2-2#塔機鋼絲繩內部出現“不可見的”斷裂，在后續超載吊裝鋼筋的時候，鋼絲繩發生整體斷裂。

3 鋼絲繩整體更換方法

3.1 操作流程

在收到鋼絲繩更換通知后，首先應確定鋼絲繩型號，新換的鋼絲繩應與原裝的鋼絲繩同類型、同規格，當采用不同類型的鋼絲繩時，應保證新鋼絲繩不低于原選鋼絲繩的性能，并與卷筒和滑輪上的槽形相適應[2]，然后組織專業人員到現場更換，具體操作流程如圖3 所示。

圖3 整體更換起升鋼絲繩操作流程

3.2 操作要點

3.2.1 架設卷盤支架

新鋼絲繩通常整齊的纏繞在卷盤上，長達數百米，因此，在引入鋼絲繩前應架設卷盤支架，給鋼絲繩卷盤提供轉動支撐點，以便鋼絲繩快速、整齊的卷入到塔機起升機構卷筒。另外，架設卷盤支架還可以減少鋼絲繩整體攤開而造成鋼絲繩出現打環、扭結、彎折、刮傷和粘上雜物的風險。

卷盤支架的架設位置可根據塔機的高度確定，若塔機高度較矮，可將支架架設在平整地面層，如架設在腳手架旁、基槽坑旁等位置，若塔機高度較高，可將支架及鋼絲繩吊到樓面層再架設，如架設在鋼筋斗上、腳手架上等位置。如圖4 所示。

圖4 鋼絲繩卷筒支架兩種架設位置示意圖

3.2.2 引入新鋼絲繩

引入新鋼絲繩是指將一部分鋼絲繩提升到變幅小車滑輪上，然后利用卸扣固定。新鋼絲繩引入必須在卸下舊鋼絲繩之前，否則，沒有舊鋼絲繩做引線，人工拉升鋼絲繩到塔機上非常困難。

為防止拉升鋼絲繩的過程中出現松散現象，拉升前應用膠布或鐵線將鋼絲繩端部纏緊，如圖5、圖6 所示。另外，鋼絲繩具有一定的重量，在與舊鋼絲繩對接提升前應預留一段長度，具有塔帽的塔機預留長度應使鋼絲繩穿過塔帽的排繩輪。最后，利用扣件連接新舊鋼絲繩時，不得損傷新的鋼絲繩。

圖5 鋼絲繩端部有纏緊圖

圖6 鋼絲繩端部沒有綁扎圖

3.2.3 新鋼絲繩卷入卷筒

新的鋼絲繩引入卷筒后，首先應將鋼絲繩固定到卷筒端部，除楔塊固定外，如有繩夾固定位置（一般針對國外），還應將鋼絲繩固定在繩夾上（圖7）。卷繩過程必須2 個人協調配合，1 人在駕駛室控制起升速度，1 人在卷筒位置排繩，如起升速度、排繩質量控制不好，卷入的鋼絲繩雜亂無章，導致鋼絲繩之間的間隙過大，易造成鋼絲繩損壞。卷繩完畢后，應及時涂抹潤滑油或潤滑脂，確保鋼絲繩潤滑良好（圖8）。

圖7 鋼絲繩繩端固定圖

圖8 鋼絲繩排列整齊圖

3.2.4 鋼絲繩穿繩及安全檢查

鋼絲繩穿繩是指按照說明書依次將鋼絲繩穿過排繩輪、變幅小車滑輪，吊鉤滑輪和塔機端部臂架放氣裝置，然后按要求固定。穿過吊鉤滑輪起升時，注意鎖緊扣件不要損傷鋼絲繩，同時預留一定的長度，以便后續穿繩。在塔機使用之前，應重新設置塔機起升、變幅、回轉限位，確保塔機不出現超載等問題。

4 預防鋼絲繩斷裂措施

塔機鋼絲繩屬于易損件，同時也是安全檢查的重點對象，已有中建單位將鋼絲繩隱患故障列為重大隱患，出現該類隱患不及時處理將扣分嚴重，甚至不能參與后期評標，因此，有必要在安裝、使用和檢查階段做好預防措施，減少起升鋼絲繩出現斷絲、斷股、斷裂的幾率，可從以下4方面做好措施。

1）在塔機選型布置階段，應盡量減少塔機群交叉布置，防止出現塔機臂架撞擊鋼絲繩的情況發生，如無法避免塔機群交叉布置，應編制專項方案，并應采取安全措施。任意兩臺塔機之間的最小架設距離應符合下列規定[3]：①低位塔機的起重臂端部與另外一臺塔機的塔身之間的距離不得小于2m；②高位塔機的最低位置的部件（或吊鉤升至最高點或平衡臂的最低部位）與低位塔機中處于最高位置部件之間的垂直距離不得小于2m。

2）在塔機使用階段，加強安全管理，確保塔機司機和信號工持證上崗，按要求進行吊裝作業，遵循“十不吊”原則。同時，針對有交叉作業的塔機群施工項目，做好安全技術交底，防止一臺塔機與另一臺塔機鋼絲繩在使用過程中發生碰撞。

3）應定期對塔機鋼絲繩進行維護保養和檢查，只要鋼絲繩的磨損、變形、銹蝕在規定范圍內才能使用，如發現鋼絲繩有斷絲、斷股或橫向折橫，應及時處理，將危險消除在萌芽階段。

4）鋼絲繩與物件的夾角宜為45°～60°，且不得小于30°。吊索與吊物棱角之間應有防護措施，未采取防護措施的，不得起吊[4]。

5 結語

塔機作為建筑工程特種起重設備，其布置方式應根據工程項目實際情況，如無法避免塔機之間交叉作業，應向項目管理及作業人員做好技術較低，防止鋼絲繩發生碰撞，造成傷亡事故。

通過此工程案例，分析了塔機起升鋼絲繩斷裂的原因，重點介紹了鋼絲繩更換注意事項，同時提出了鋼絲繩斷裂的預防措施，以期為類似鋼絲繩更換提供技術參考。