Оглавление
Козловые краны в муниципальных проектах сильно подвержены влиянию ветра, и время от времени случаются сходы с рельсов и опрокидывания кранов, вызванные ветром. В этой статье анализируется причина схода с рельсов козлового крана, вызванного типичной силой ветра, обобщаются некоторые недоразумения и явления незаконной эксплуатации крана, которые являются общими для операторов при использовании ветроустойчивых и противоскользящих устройств козловых кранов, а также предлагаются соответствующие меры безопасности для вашего ознакомления и обсуждения.
Козловой кран (модель MHE10+10t-31m A3, пролет 31м, высота 9м, вес оборудования 33т) обычно строился на строительной площадке проекта метрополитена. Во время работы около 8 часов вечера ответственный за безопасность проекта получил желтое предупреждение о сильном ветре (порывы примерно 9 миль в час), поэтому они уведомили площадку о необходимости прекратить все работы, организовали для машиниста козлового крана использование рельсового зажима для его фиксации, и весь персонал был эвакуирован.
Примерно в 10 часов 21-го числа мгновенный ветер был очень сильным, и ответственный за безопасность проекта немедленно организовал персонал для проверки строительной площадки, чтобы предотвратить несчастные случаи. Во время проверки сотрудники по инженерной безопасности обнаружили аварию портального крана — кран был значительно перекошен, одна сторона аутригера вышла из рельсов (рисунок 1), а одна сторона рельсов была сломана (рисунок 2).
Сотрудники службы инженерной безопасности немедленно уведомили ответственного за проект, а затем организовали временную фиксацию козлового крана, чтобы предотвратить дальнейшие последствия аварии козлового крана. После снятия желтого предупреждения о сильном ветре были приняты экстренные меры по ликвидации опасного состояния, вызванного аварией козлового крана.
Эта авария с козловым краном подчеркивает исключительную важность соблюдения протоколов оповещения о ветре и надлежащего закрепления тяжелого оборудования при строительстве на открытом воздухе.
Поскольку авария не привела к жертвам или значительным экономическим потерям, пользовательское подразделение, чтобы избежать дальнейшей эскалации, сняло опасную ситуацию с аварии портального крана, не обеспечив надлежащей защиты на месте, что может привести к разрушению конструкции.
Часть информации с места аварии козлового крана неполная или повреждена. Результаты расследования места аварии и заявления, предоставленные персоналом на месте после инцидента, следующие.
Предварительно установлено, что рельсовый зажим соответствует требованиям эксплуатации.
До инцидента кран был неработоспособен. Северный рельсовый зажим был опущен, но не зафиксирован (эксплуатационная ошибка, без проведения проверки безопасности), а южный рельсовый зажим вообще не был опущен. Из-за сильного мгновенного ветра кран начал двигаться с запада на восток под ветровой нагрузкой, что обозначило раннее развитие аварии козлового крана.
Когда кран двигался на восток, северный рельсовый зажим и путь застряли, в результате чего южная часть крана стала двигаться быстрее, чем северная. Эта разница в скорости привела к тому, что кран начал вращаться во время движения на восток. Трение между северным рельсовым зажимом и путем увеличилось, в результате чего северная часть крана перестала двигаться. Этот механический дисбаланс еще больше усугубил аварию козлового крана.
В то же время ветровая нагрузка и инерция крана заставили южную часть продолжить движение на восток, увеличив общее вращение. Вращение привело к тому, что восточная сторона южной опоры крана сместилась внутрь к рельсам, а западная сторона сместилась наружу. Это смещение согнуло рельсы, и под совокупным напряжением обоих комплектов колес рельсы в конечном итоге сломались, что усилило аварию портального крана.
Согласно расследованию на месте аварии, было подтверждено, что кран двигался с запада на восток из-за ветра. Во время движения северный рельсовый зажим терся о рельсы, создавая сопротивление на расстоянии не менее 15 метров. Южная секция двигалась быстрее, заставляя кран вращаться — ключевой момент механического отказа в аварии козлового крана.
По мере вращения крана северный рельсовый зажим также поворачивался вместе с ним, увеличивая трение и сопротивление застревания, пока движение крана на восток внезапно не прекратилось. В этот момент трение скольжения превратилось в статическое трение. Одновременно южная часть, движимая ветром и инерцией, продолжила движение на восток. Это вращение и дифференциальное движение привели к тому, что заднее колесо создало изгибающий момент на сломанном рельсе, что привело к сходу с рельсов, что в конечном итоге привело к серьезной аварии портального крана (рисунок 7).
После профессиональных расчетов инженеров мы узнали, что общая сила сопротивления ветру и противоскольжения крана в неподвижном состоянии в 1,23 раза превышает ветровую нагрузку при сильном ветре категории 9. В целом кран безопасен.
Однако, принимая во внимание, что сопротивление ветру и противоскользящая сила неиспользуемых опор рельсового зажима составляют менее 1/2 от 9-уровневой высокой ветровой нагрузки, эта опора будет смещена (односторонняя сила, создаваемая ветровой нагрузкой 38 394,6 Н, намного больше, чем сопротивление ветру и противоскользящая сила 1980 Н, создает следующие условия: неиспользуемые опоры рельсового зажима временно снимают фрикционное сопротивление работы крана, принимая во внимание, что перемещение одной опоры приведет к тому, что кран будет производить значительную упругую деформацию в сочетании с собственной ветровой вибрацией, что приведет к значительному увеличению силы скольжения.
В это время кран скользит (сила, создаваемая ветровой нагрузкой, составляет 76 789,2 Н, что немного больше силы сопротивления ветра и противоскольжения 75 000 Н), что снижает сопротивление трения крана от максимального статического трения до трения скольжения, а общее сопротивление ветра и противоскольжения продолжает уменьшаться, заставляя кран двигаться по ветру, и рабочая скорость увеличивается. В случае неравномерного трения между выносными опорами с обеих сторон кран в конечном итоге перекосится как единое целое, пока не сойдет с рельсов или не сломает рельс.
В ходе инспекции, осмотра и проверки безопасности работ было обнаружено много раз, что козловой кран не зажал все рельсовые зажимные клещи в соответствии с правилами. Многие менеджеры считают, что можно зажать только односторонние рельсовые зажимные клещи, но ветровая нагрузка крана в аварии достигла почти 3-кратного веса крана при 9-балльных ветровых условиях, что немыслимо для многих менеджеров и операторов. Проведите хорошую работу по обучению менеджеров и операторов, чтобы они понимали анализ причин некоторых аварий, повышали осведомленность персонала и осознавали важность ветроустойчивости крана и противоскольжения.
Две опоры козловых кранов во многих муниципальных проектах охватывают длинные и глубокие фундаментные котлованы, и операторам нелегко или невозможно добраться до противоположных опор. Из конструкции крана не учитывается, как один рабочий зажимает все клещи для рельсовых зажимов. Ситуация. При проектировании позиционирования оборудования целесообразно установить положение остановки крана в проходном проходе фундаментного котлована; проход крановщика того же пути может быть установлен по обе стороны фундаментного котлована, и только водитель может быть организован для управления несколькими ветрозащитными и противоскользящими устройствами крана в фундаментном котловане с одной стороны; проход крановщика может быть установлен на противоположной стороне основной материальной зоны, а сигнальный работник и водитель соответственно управляют ветрозащитными и противоскользящими устройствами тяжелой техники.
1. Ветроустойчивость и противоскользящая функция немодифицированных козловых кранов часто имеет ситуации, когда фактический эффект не достигает проектного значения. Например, руководство по козловому крану обычно указывает, что производственное значение конструктивных деталей составляет ±10% от проектного значения. В целях экономии затрат производители в основном будут приближаться к нижнему пределу, что приведет к снижению общей ветроустойчивости и противоскользящей способности козлового крана.
2. Сила торможения зажима клещей для зажимной шины не может достичь максимального значения, указанного в руководстве. Одна из причин заключается в том, что работа оператора может не соответствовать этому требованию, а другая заключается в том, что поверхность клещей для зажимной шины имеет зазубрины и изношена.
3. Из-за изменчивой погоды ветер может превзойти прогнозируемый. В ходе инспекций, испытаний и проверок безопасности было обнаружено, что были модернизированы более ветроустойчивые и противоскользящие устройства козловых кранов, такие как добавление ветровых канатов (внутренние цепные предохранительные устройства и т. д.), оригинальные ветроустойчивые и противоскользящие устройства из железных башмаков, а также добавление рельсовых зажимных клещей и т. д., часто могут достигать хороших ветроустойчивых и противоскользящих эффектов.
В этой аварии ответственный за безопасность проекта немедленно организовал для персонала осмотр строительной площадки после сильного порыва ветра, чтобы предотвратить несчастные случаи и не допустить дальнейшего расширения ситуации. Если после схода крана с рельсов в аварии не будут приняты временные меры по укреплению, весьма вероятно, что кран упадет в котлован после следующего сильного порыва ветра в тот же день, что приведет к повреждению опоры в котловане и крана. Видно, что осмотр после сильного порыва ветра может предотвратить расширение некоторых аварий.
Профилактика несчастных случаев является важной частью ежедневного надзора за безопасным производством. Повышение осведомленности о безопасности, развитие хороших привычек эксплуатации и улучшение показателей безопасности оборудования являются наиболее эффективными гарантиями обеспечения безопасности портальных кранов и предотвращения несчастных случаев. Поскольку портальные краны являются более опасным оборудованием в коммунальном строительстве, менеджеры по оборудованию и операторы должны быть более технически грамотными, осведомленными о рисках и способными работать. В то же время пользователи должны усилить управление безопасностью, усилить образование и обучение, проводить регулярные проверки оборудования, а также своевременно останавливать и устранять нарушения со стороны операторов для обеспечения безопасности строительства.