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摘要：导轨架是施工升降机的主要构件，对机械的使用性能和施工安全有重要意义。文章结合事故分析，针对施工升降机导轨架连接固定存在的问题，提出了一些加固改进措施，旨在预防导轨架折断发生吊笼坠落重大事故，保障施工安全。
关键词：升降机；导轨架；连接固定
经过30多年的快速发展和应用，国内各种形式和功能的施工升降机已成为广泛应用的建筑施工机械。尤其是近年来，随着国内建筑规模的不断加大，对施工升降机导轨架的结构强度和刚度提出了更高的要求。
1.导轨架连接处折断事故案例
案例一：2012年9月13日，某建筑工地一施工升降机坠落，造成19人死亡，直接经济损失约1800万元。事故发生经过：事发前，提前到达施工顶楼的19名工人擅自将停在下终端站的施工升降机左侧吊笼打开，操作施工升降机上升。当吊笼运行至33层顶楼平台附近时突然倾翻，连同导轨架及顶部4节标准节一起坠落地面。
案例二：2008年12月27日，某住宅项目工地，施工人员乘坐施工电梯至18层发生坠落，造成18人死亡、1人重伤。事故原因是事发前施工升降机被擅自升高，且事故升降机的1个螺丝未紧固好，附着支架也未按要求安装。
案例三：2008年10月30日，某建筑工地发生升降机井架断裂坠落，造成升降机内12名施工人员当场死亡。事故的调查结果：在施工升降机第42、第43节标准节间西侧，2根连接螺栓紧固螺母脱落的情况下，载人吊笼上行至第44、第45节标准节时，倾覆力矩大于稳定力矩，致使第42节以上4节标准节倾倒，吊笼坠落，终酿惨剧。
这些事故的特征，是吊笼运行到达上端附近时，吊笼顶部的传动板受力部位高度已超过导轨架的最高附墙以上的自由端，或在导轨架（标准节）连接的某个薄弱环节中，伴随着标准节连接螺栓的松脱，导轨架连接折断，导致吊笼侧翻坠落。而该折断部位涉及缺少扶墙支撑的自由端受力，或者涉及各个标准节的固定螺栓连接的防松，这两个部位均须加固和防松，以避免类似事故再次发生。
2.导轨架连接固定存在的问题
人货两用施工升降机（SC型或SCD型）导轨架是由标准节连接组成，其常见的固定方式为：在按设计预埋的基础上，将标准节一段一段用螺栓往高度方向连接起来，每升高9m安装一道附墙与建筑物固定，最高一道附墙以上是自由端（不大于6m）。导轨架的上行限位开关和极限开关往往安装在高于上端站相应0.5m左右的位置，位于自由端。导轨架一般需要同时满足2个吊笼的运行和停层的支撑。即一个导轨架同时要支撑2个吊笼的运行，而每一个吊笼作用在导轨架上的力，都有一个侧向的重力和一个弯矩。当吊笼运行到达行程的上端站并超越上极限开关（即附墙以上的自由端）时，该处的标准节需要独自承受来自侧面的吊笼的自重（约2t）、载重（约2t）以及动能（参照电梯缓冲器的设计规范，最大冲击载荷的计算值应为吊笼自重加上载重之和的3倍），而通常结构设计的安全系数仅为1.3～1.5倍，这个环节存在一定安全隐患。吊笼在导轨架上运行时一直处于明显的偏载状态，就像一个动态的悬臂梁结构，特别在吊笼重载位于自由端的部位，如果增加一个楼顶斜拉扶墙扶墙，使上极限安装在扶墙以下，能减少晃动和提高安全性能。图1为常用SC200/200型施工升降机整机总图。
图1常用SC200/200型施工升降机整机总图
1-导轨架；2-扶墙支架；3-左吊笼；4-右吊笼；5-齿条；6-缓冲器；7-底座
目前，国内施工升降机标准节之间连接固定的常见方式是在4个大角分别安装一个M24×23高强度螺栓（8.8级），而每个高强度螺栓上仅配置1个弹簧垫和1个普通厚度的螺母固定。虽然其连接螺栓的强度符合计算要求，但在实际工况的吊笼偏载运行的交变应力作用下，仅仅配置1个弹簧垫和1个普通厚度的螺母固定，其安全冗余度显然不够，这是第二个存在安全隐患的环节。如果改为双螺母固定，将会可靠很多。
标准节的连接螺栓（行业规范要求）朝上安装，其本意是便于检查螺母是否紧固。但由于螺栓的头部朝下，其自重也朝下，且没有任何支撑。当螺栓受到交变应力和振动载荷的作用，发生松动时，其朝下的无支撑的自重将会加剧螺母的松动，不利于机架的稳定。一旦螺母脱离螺栓，螺栓将立即掉下来，抗弯能力彻底消失。
基础固定螺栓，仅设置4个，且埋设范围比较小，防倾翻能力也较小。如果增加埋设基础固定螺栓，并扩大埋设范围一倍，将使这种偏载运行的升降机，其抵抗倾覆的能力得到较大的提高。同时，能减轻扶墙的受力负担。
3.改进措施
（1）无需施工升降机运载物料至楼顶的情况下，应利用上行极限开关的位置限制吊笼的运行，不让吊笼运行上楼顶层站。
（2）需要施工升降机运载物料至楼顶的情况下，自由端加装楼顶斜拉扶墙（就是利用扶墙结构加钢管接长，一端固定于自由端约3m处，另一端固定于顶层天面地板上，如图2所示）。确保导轨架的上行极限开关的位置不能高于最高扶墙，以消除当吊笼位置高于最高扶墙支架时导轨架在侧向重载作用下弹性变形及其晃动较大的安全隐患。因此，必须比原来多安装一道扶墙支架，使上行极限开关的位置位于最高扶墙的下方。
图2楼顶斜拉扶墙
（3）自由端的标准节，在组成导轨架的标准节与标准节之间的连接螺栓上由弹簧垫和单螺母紧固（图3）改为弹簧垫和双螺母紧固（图4）。以解决标准节之间的防松薄弱的安全隐患。提高这种载人升降设备的安全冗余度。
图3导轨架由弹簧垫和单螺母连接
图4导轨架由弹簧垫和双螺母连接
（4）标准节的固定螺栓应朝下安装。螺栓头能支撑自重，有利于螺母的防松和机架的稳定。一旦发生螺母松动，将赢得较多的处理时间。
（5）应增加4个基础固定螺栓，并扩大埋设范围1倍。将使这种偏载运行的升降机，其抵抗倾覆的能力得到较大的提高，并能减轻扶墙的受力。
（6）限载运行。载荷越重越容易在行程顶端发生坠落事故，建议在原
额定载荷的基础上，限定在50%额定载荷以下使用，对常用的施工升降机来说，把额载2t双笼限载为额载1t双笼，更为安全，在现实中所运载的人货，尽量分批运载。
（7）吊笼加装超载限制器，预防超载装货运行。
4.结语
总之，导轨架是施工升降机的重要部件，为提高施工工程的建设效益，必须要对导轨架进行安全性能上的改进与提高。综上，本文提出了自由端加装楼顶斜拉扶墙和导轨架采用双螺母连接的改进措施，对导轨架进行了工艺改进与优化，能够为施工升降机的设计优化提供理论借鉴。
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[4]周中坚，张正元.施工升降机导轨架超静定非线性变形和内力[J].同济大学学报：自然科学版，1999（1）：63-68.
论文作者:衷诚宝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/20
标签：导轨论文; 螺栓论文; 螺母论文; 施工升降机论文; 标准论文; 升降机论文; 事故论文; 《基层建设》2018年第15期论文;