鐵路大型起重運輸設(shè)備安全管控

—鐵路大型起重運輸設(shè)備安全管控1鐵路大型起重運輸裝備概述鐵路建設(shè)是國內(nèi)拉動內(nèi)需的主要行業(yè)，伴著鐵路客運專線與高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，鐵路專用各種起重機械類型越來越多，也越來越大型化，如900噸級的箱梁架橋機、箱梁運梁車、搬運機以及提梁機等。隨之而來的，目前中國的起重機械制造廠家也從上世紀(jì)八十20XX年X月的一百多家，發(fā)展到如今的近千家，同時，世界各國的知名起重機械制造商以及一些基礎(chǔ)部件制造商也紛紛搶灘中國的大型起重機制造市場。由于起重機械的運用場所越來越冗雜、需求量急劇增大、施工工期限制、起重機械的設(shè)計與制造水平參差不齊、運用與操作人員素養(yǎng)等等諸多原因，大型起重裝備的安全問題愈來愈突出。據(jù)20XX年2月統(tǒng)計，中國中鐵股份有限公司在國內(nèi)高速鐵路與客運建設(shè)中，已經(jīng)勝利架設(shè)了900噸級混凝土箱梁7000多片，而中鐵科工集團(tuán)隸屬中國中鐵股份有限公司，始終在閱歷和從事鐵路大型起重裝備的設(shè)計、制造、運輸、現(xiàn)場安裝、現(xiàn)場調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)全過程的服務(wù)。因此，本人從技術(shù)層面、管控角度談?wù)勮F路大型起重運輸裝備的諸多觸及安全問題。目前，鐵路客運專線大型施工機械屬特種裝備范疇的主要有箱梁架橋機、箱梁運梁車、梁場輪胎式搬運機、輪軌式提梁機等。1.1鐵路箱梁架橋機分類從20XX年3月19日國內(nèi)第一片900噸級箱梁由中鐵二局在合寧線勝利架設(shè)之日起，短短三年時間，用于架設(shè)箱梁的架橋機已經(jīng)有了近十種。種類許多，但分類方法不盡統(tǒng)一。根據(jù)架橋機過孔方式分，可分為步履式、全輪走行式、導(dǎo)梁式、輔助導(dǎo)梁式等；粗一點分，根據(jù)架橋機起吊落梁方式分，可分為拖拉起吊落梁、定點起吊落梁與運架一體式等。1.2鐵路箱梁運梁車分類箱梁運梁車一般根據(jù)轉(zhuǎn)向方式分，有兩種型式：一是連桿轉(zhuǎn)向式，二是獨輪轉(zhuǎn)向式。1.3鐵路箱型梁輪胎式搬運機分類鐵路箱型梁梁場搬運機是目前客運專線制梁場必不行少的提梁、移梁、存梁、裝梁裝備，有兩種型式：一是穿越式，二是非穿越式。1.4輪軌式提梁機分類在客運專線建設(shè)初期，梁場還全部采納輪軌式提梁機，當(dāng)積累肯定經(jīng)驗后，發(fā)現(xiàn)輪胎式搬運機有動作范圍大、不受軌道限制長處，進(jìn)而在梁場裝備的選型與應(yīng)用中，依據(jù)施工情況，提梁機與搬運機的作用就有明確的分工，比方，只需要在梁場裝梁、移梁，且場地條件答應(yīng)的，一般采納輪胎式提梁機；而當(dāng)需要在梁場設(shè)置提梁站時，則大多采納跨墩的輪軌式提梁機。輪軌式提梁機與輪胎式搬運機的主要區(qū)分一是走行方式，二是用途。因此，輪軌式提梁機也有兩類，一類為只在梁場移梁、裝梁的一般起上升度提梁機，另一類為需要跨墩設(shè)置提梁站的高位提梁機。目前，在梁場移梁、裝梁的一般起上升度輪軌式提梁機也有幾種型式，如兩臺一套式、縱橫向穿越式等等。2國家、行業(yè)對大型起重裝備的相關(guān)規(guī)定從今年以來，國家對整個起重機行業(yè)的監(jiān)督管理開頭逐步強化，并且將起重機等特種裝備統(tǒng)一歸口到國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗疫總局管理，由其屬下的特種裝備安全監(jiān)察局組織實施。國家對大型、特別用途的起重裝備出臺了一系列的政策和法規(guī)，主要包括：2.1關(guān)于起重機械安全監(jiān)察條例及規(guī)定（1）關(guān)于修改（特種裝備安全監(jiān)察條例）的確定--令第549號（20XX年1月14日通過），自20XX年5月1日起實施。（2）《起重機械安全監(jiān)察規(guī)定》--國質(zhì)檢總局令第92號，自20XX年6月1日起實施。（3）TSGQ7015-20XX《起重機械定期檢驗規(guī)章》（4）TSGQ0002-20XX《起重機械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程--橋式起重機》（5）《特種裝備現(xiàn)場安全監(jiān)督檢查規(guī)章（試行）》--國質(zhì)檢特函〔20XX〕910號，自20XX年11月7日起實施。（6）《特種裝備重點監(jiān)控工作要求》--國質(zhì)檢特函〔20XX〕910號，自20XX年11月7日起實施。（7）《特種裝備質(zhì)量監(jiān)督與安全監(jiān)察規(guī)定》--國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局令第13號，自20XX年10月1日起實施。（8）《廠內(nèi)機動車輛監(jiān)督檢驗規(guī)程》--國質(zhì)檢鍋[20XX]16號，自20XX年1月21日起實施。關(guān)于起重機械管理的行政答應(yīng)、起重機械管理的制造答應(yīng)、起重機械的安裝改造修理答應(yīng)、起重機械的型式實驗、起重機械的制造監(jiān)督檢驗規(guī)程、起重機械的安裝改造修理及運用規(guī)章、起重機械作業(yè)人員培訓(xùn)考核及管理等內(nèi)容在此不再詳述。行業(yè)對大型起重裝備的相關(guān)規(guī)定包括：《客運專線鐵路箱梁運架安全管理手冊》--鐵道部工管中心（20XX年）；《鐵路架橋機架梁暫行規(guī)程》--鐵建設(shè)（20XX）181號。3鐵路大型起重運輸裝備的特別性與一般通用起重機械不同，鐵路大型起重運輸機械的特別性在于：（1）流淌性大，經(jīng)常在裝備注冊地以外運用；（2）型式特別，尤其是大噸位箱梁架橋機，在起重機手冊中是找不到類似型式的，大型箱梁架、運裝備設(shè)計是依據(jù)鐵路客運專線特別用途進(jìn)行的，并且是伴著近年來鐵路建設(shè)跨躍式發(fā)展而創(chuàng)新研發(fā)的大型施工裝備；（3）額定起重量大，額定起重量900噸級，在陸地大范圍轉(zhuǎn)場、移動施工的起重機械中是少有的；（4）形狀尺寸大，工作方式特別；（5）依訂單、單件生產(chǎn)，制造周期長；（6）動作冗雜，安全要求高，設(shè)計難度大。由于行業(yè)的特別性，往往對起重裝備有特別要求，因此設(shè)計中會顯現(xiàn)超出標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的狀況；（7）載荷改變小，客運專線運、架、搬、提裝備起吊的對象單一，混凝土梁片的重量誤差不超過5%左右，這一點與通用起重裝備負(fù)荷改變猛烈明顯不同。4設(shè)計中對運、架、搬、提裝備安全的重點考慮前已論述，客運專線大型施工裝備雖然屬起重裝備，但設(shè)計中并沒有現(xiàn)成模式可比照。設(shè)計中事關(guān)安全的環(huán)節(jié)與必需重點關(guān)注的過程本人認(rèn)為有以下幾個方面：4.1順應(yīng)線路設(shè)計的改變從京津到哈大，梁片在斷面尺寸方面不斷地優(yōu)化，給運、架裝備的設(shè)計與改進(jìn)帶來了肯定的難度，由于梁片的橫向尺寸縮短了，架橋機的橫向穩(wěn)定性必需重新考慮與校核，同時，施工中對架橋機的橫向穩(wěn)定問題必需要更加謹(jǐn)慎。所以，我們不希望線路設(shè)計一味向輕型化發(fā)展，從施工單位考慮，購置一臺架橋機肯定會要求能順應(yīng)各種尺寸梁片的架設(shè)，所以架橋機設(shè)計時必需要考慮兼顧幾種寬度梁型架設(shè)，而事實上這種兼顧必定是一種折中。我們不希望為了滿意線路設(shè)計的改變而犧牲大型起重裝備的安全系數(shù)。同時，線路設(shè)計中假如顯現(xiàn)特別的大坡道、小曲線半徑、人口密集區(qū)、惡劣天氣等，這對裝備設(shè)計來說，設(shè)計的難度都會成倍增加，比方：大的坡道需要裝備良好的驅(qū)動力量和制動性能，然而從機械方面講，超過肯定的范圍，裝備自身無法滿意而需要通過其他輔助手段時，就存在安全隱患。4.2設(shè)計與分析計算的交替反復(fù)，是保證大型施工裝備安全的必不行少的過程作為設(shè)計者，不但要具備設(shè)計力量，同時還應(yīng)具備計算分析力量。以架橋機為例。整機設(shè)計的步驟是：（1）整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；（2）上有限元程序進(jìn)行梁單元分析計算，定性分析整體結(jié)構(gòu)的受力狀況，找出薄弱環(huán)節(jié)；（3）修改設(shè)計；（4）再次分析計算，直到關(guān)鍵部位的安全指標(biāo)到達(dá)要求。以上四步驟反復(fù)進(jìn)行，當(dāng)整機的梁單元計算整體結(jié)構(gòu)認(rèn)為安全后，再進(jìn)行有限元板單元校核，解決局部受力問題。這是大型起重裝備把握安全設(shè)計的根本程序。這里強調(diào)的是設(shè)計與計算交替進(jìn)行，計算分析可提示和輔助大型起重裝備的整個設(shè)計過程，做不到這一點的不是合格的供應(yīng)商。4.3豐富的經(jīng)驗積累與嚴(yán)格的設(shè)計把關(guān)，是裝備安全的根本保證大型起重機械的局部聯(lián)結(jié)設(shè)計是至關(guān)重要的，這要靠經(jīng)驗積累與嚴(yán)格的過程掌握。比方焊縫聯(lián)結(jié)和螺栓聯(lián)結(jié)的設(shè)計，這是用有限元等其他輔助手段無法完全模擬的，同樣一個焊接件，閱歷不同的人處理的方法肯定不一樣。假如設(shè)計不合理，顯現(xiàn)的問題就可能是災(zāi)難性的。再說焊接問題。焊縫與焊接設(shè)計是機械設(shè)計中最常見的工作，這些經(jīng)驗是起確定性作用的。某移動模架造橋機曾經(jīng)發(fā)生兩次倒塌，我們幫忙其評估恢復(fù)了其中一臺裝備。究其原因，發(fā)現(xiàn)卻是犯的常識性錯誤，將焊接性能不好的40Cr材料與一般材料進(jìn)行焊接，又沒有提出特別工藝要求，由于不適宜的焊接設(shè)計，不適宜的焊接操作，使焊縫處母材金相組織發(fā)生脆性改變，致使銷軸在焊接時產(chǎn)生了焊接裂紋，使銷軸本身強度遭到減弱，引發(fā)了事故的發(fā)生。焊接設(shè)計中還有一忌，就是吊具等事關(guān)起吊關(guān)鍵部位的焊縫禁止受拉，而偏偏就有這樣的現(xiàn)象顯現(xiàn)。某輪軌式架橋機傾翻與上述某移動模架造橋機的第二次倒塌，都發(fā)生在吊具及后吊架的受拉焊縫處，設(shè)計中發(fā)生這種錯誤一是缺乏經(jīng)驗，二是責(zé)任心缺失。4.4架、運、搬、提大型裝備的安全性能設(shè)計（1）保證設(shè)計手段的不斷提升完善。如進(jìn)行必要的動力學(xué)仿真，尤其在理論基礎(chǔ)還不夠完善時，采納動力學(xué)仿真也是虛擬樣機的完成方法。（2）機構(gòu)的安全系數(shù)嚴(yán)格根據(jù)要求采納。如起升系統(tǒng)鋼絲繩安全系數(shù)n≥6、吊桿拉伸應(yīng)力安全系數(shù)n≥5、整機抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)n≥1.5等等，這些關(guān)鍵點都是要進(jìn)行反復(fù)核算的。（3）事關(guān)起吊安全的環(huán)節(jié)，肯定要選用牢靠性高的部件。架橋機、搬運機、提梁機事關(guān)起吊安全的部件有：鋼絲繩、卷筒、制動器等；運梁車事關(guān)起吊安全的部件有：液壓泵、液壓馬達(dá)、傳感器等。（4）觸及起重安全的機構(gòu)設(shè)置。由于鐵路架、運、搬、提大型裝備的特別性，安全機構(gòu)的設(shè)置是至關(guān)重要的。架橋機、搬運機、提梁機裝備中都有吊梁小車，是直接起吊大噸位噸梁片的，其安全性要有肯定保障。我們提供的吊梁小車，安全設(shè)備著重在以下方面：a為保證箱梁起吊時不下滑或墜落，起重卷揚機設(shè)三級制動，即電機減速機制動、液壓制動推桿制動與鉗盤式制動。b起升卷筒鋼絲繩安全愛護(hù)。大型起重機起升鋼絲繩亂繩是一大忌，尤其是架橋機、搬運機、提梁機這種大噸位起重裝備，卷筒為多層卷繞，一旦顯現(xiàn)亂繩是非常危險的。盡管新修訂的起重機設(shè)計手冊中并沒有強制規(guī)定必需在卷筒中采納排繩裝置，而是說“宜在”多層卷繞卷筒中采納排繩裝置。采納主動排繩裝置，以提高起升卷筒安全性能，是提高安全性的重要措施。c保證鋼絲繩繩頭不松脫的安全裝置。關(guān)于安全監(jiān)控系統(tǒng)在后文中詳述。5運、架、搬、提裝備制造過程中安全的重點掌握任何優(yōu)秀的設(shè)計都要通過加工制造來表達(dá)。國家特種裝備安全監(jiān)察局20XX年公布了起重機械制造監(jiān)督檢驗規(guī)章，規(guī)定了起重機械制造過程中，必需由制造工廠所在地的地方質(zhì)監(jiān)部門進(jìn)行監(jiān)督檢驗。盡管如此，運、架、搬、提大型起重裝備的制造過程還是要由設(shè)計者自行管控，畢竟我們自己才是行家。同時，經(jīng)驗告知我們，這種大型裝備，假如在工廠對制造質(zhì)量掌握不嚴(yán)，到了運用現(xiàn)場將后患無窮。5.1對制造廠的檢查（1）制造工廠的起重機制造資質(zhì)檢查；（2）質(zhì)量體系運行情況的監(jiān)督；（3）特種作業(yè)人員必需持證上崗；焊接作業(yè)人員施焊前需進(jìn)行技能和工藝評定；（4）編制具體的生產(chǎn)計劃、工藝流程和質(zhì)檢要求；（5）對制造業(yè)績的檢查。5.2生產(chǎn)過程的監(jiān)控（1）監(jiān)理人員駐廠進(jìn)行監(jiān)督；（2）原材料進(jìn)料復(fù)查；（3）重要部件、重要焊縫的監(jiān)察；（4）質(zhì)量檢驗報告。5.3關(guān)鍵生產(chǎn)過程的監(jiān)控此項尤為重要。包括材料是否合格、焊縫是否標(biāo)準(zhǔn)，是否根據(jù)要求進(jìn)行探傷、加工幾何尺寸是否滿意圖紙要求、生產(chǎn)制造過程質(zhì)量檢驗報告是否完好等等。（1）焊接掌握。全部運、架、搬、提裝備中都包含有封閉鋼箱梁的焊接，焊接過程掌握是制造過程安全質(zhì)量掌握的主要工作之一。比方機臂封閉結(jié)構(gòu)中一是要嚴(yán)查焊縫的漏焊問題，必需堅定杜絕，二要監(jiān)控焊縫質(zhì)量與探傷。（2）長大構(gòu)件拼接質(zhì)量掌握。（3）機構(gòu)裝配質(zhì)量。每個部件是在工廠裝配的，沒有好的裝配鉗工，就沒有好的裝配部件，沒有良好裝配的部件，就沒有好用的整機，道理就這么簡潔。6運、架、搬、提裝備現(xiàn)場安裝轉(zhuǎn)場拆卸的安全掌握迄今為止，受場地限制，客運專線大型施工裝備大部分是在現(xiàn)場安裝調(diào)試的。施工現(xiàn)場條件往往比制造工廠差，同時，由于工期的問題，施工現(xiàn)場往往又是多工臺裝備、多工種同時鋪開。6.1現(xiàn)場安裝方式（1）梁場安裝模式。架橋機、運梁車、提梁機、搬運機大部分都采納此模式。（2）橋上安裝模式。（3）路基安裝模式（4）運梁車、架橋機協(xié)作安裝模式6.2裝備轉(zhuǎn)場模式（1）原地拆卸轉(zhuǎn)場。如搬運機、提梁機、運梁車。（2）橋頭馱運轉(zhuǎn)場、拆卸。架橋機必需在橋頭處理轉(zhuǎn)場、拆卸問題。（3）運梁車直接馱運架橋機轉(zhuǎn)場。6.3現(xiàn)場安裝調(diào)試拆卸的安全留意事項裝備不管是首次現(xiàn)場安裝，還是轉(zhuǎn)移工地后安裝調(diào)試，都存在環(huán)境轉(zhuǎn)變、等不利因素。尤其是首臺裝備現(xiàn)場安裝調(diào)試，往往問題比擬多，20XX年某船廠門吊倒塌就是現(xiàn)場安裝經(jīng)驗缺乏、秩序混亂造成的?，F(xiàn)場安裝調(diào)試時對資質(zhì)的要求：（1）安裝單位具有國家頒發(fā)的起重機械安裝資質(zhì)（國家規(guī)定）；（2）提供起重裝備工地安裝大綱，并經(jīng)過地方質(zhì)監(jiān)局批準(zhǔn)。（3）特別工種上崗人員資格進(jìn)行審核，確認(rèn)合格方可答應(yīng)上崗。對環(huán)境的要求：（1）安裝場地的地基承載力量必需核算，50噸以上吊車支腿處的地基須做加固處理，保證地基承載力充足。（2）組裝場地要確保平整、安全。作業(yè)時應(yīng)建立警戒線，關(guān)鍵位置設(shè)專人看管，非工作人員嚴(yán)禁進(jìn)入吊裝區(qū)；（3）吊裝作業(yè)時，被吊物件旋轉(zhuǎn)半徑和吊車配重旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)嚴(yán)禁有人員和車輛停留；（4）裝備吊裝時風(fēng)力等級不得大于5級；對作業(yè)人員要求：（1）全部作業(yè)人員必需持證操作，嚴(yán)格遵守《起重工操作規(guī)程》，杜絕習(xí)慣性違章現(xiàn)象。（2）作業(yè)前，對全部工器具，起重機械進(jìn)行檢查，確認(rèn)合格方答應(yīng)運用。（3）安裝、調(diào)試、吊裝過程中，必需設(shè)置指揮機制，不得無組織任意動作。（4）高處作業(yè)人員必需掛安全帶，安全帶須高掛低用。對操作的要求：（1）正確選擇吊裝用鋼絲繩型號，并保證護(hù)瓦及其輔助吊耳應(yīng)在受力支墊牢實，不致中途脫落，鋼絲繩若有扭結(jié)、變形、斷絲和銹蝕等異樣現(xiàn)象時，應(yīng)按時折減運用或報廢。（2）在吊裝時各種構(gòu)配件應(yīng)掛攬風(fēng)繩，防止互相磕碰的情況發(fā)生，各纜風(fēng)繩調(diào)整時，松緊度應(yīng)過量，防止單根受力；（3）搭設(shè)高空作業(yè)腳手架時，應(yīng)由專業(yè)人員操作，且必需牢靠，腳手板鋪滿，綁牢。（4）動用電、火焊施工時，應(yīng)保證合理的施工工藝性和對裝備成品的愛護(hù)意識，嚴(yán)禁電焊花濺在鋼絲繩上。6.4裝備現(xiàn)場安裝質(zhì)量的重點關(guān)注點（1）凡有摩擦型高強螺栓聯(lián)接處，拆卸下的摩擦板聯(lián)結(jié)用高強螺栓不答應(yīng)重復(fù)運用，應(yīng)更換新的鋼結(jié)構(gòu)用高強