塔式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī)）是一種高危戶(hù)外特種設(shè)備，由于其起升高度高、工作幅度大、工作效率高、結(jié)構(gòu)輕巧，已經(jīng)在建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。塔機(jī)的安全性能要求非常高，同時(shí)對(duì)施工進(jìn)度影響很大，一旦發(fā)生倒塔事故涉及面很寬，極有可能發(fā)生群死群傷的特大事故。隨著塔機(jī)越來(lái)越廣泛地使用，塔機(jī)的安全事故也頻頻發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年全國(guó)共發(fā)生建筑施工安全事故1010起，死亡1195人，其中不乏塔機(jī)事故。
　　為保證塔機(jī)的安全使用，國(guó)家相繼頒發(fā)了《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》、《塔式起重機(jī)技術(shù)條件》、《塔式起重機(jī)操作使用規(guī)程》、《起重用鋼絲繩檢驗(yàn)和報(bào)廢實(shí)用規(guī)范》、《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》以及《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》、《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》和《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，對(duì)建筑工地用起重機(jī)械的制造、安裝和使用進(jìn)行了約束，然而由于各種因素，目前我國(guó)塔機(jī)事故率仍然居高不下，因此，提高塔式起重機(jī)械的可靠性和使用壽命成為目前亟待解決的問(wèn)題。
　　1、我國(guó)塔式起重機(jī)現(xiàn)存的問(wèn)題
　　目前，我國(guó)塔機(jī)在設(shè)計(jì)、制造、使用等方面存在如下問(wèn)題：
　?。?）塔機(jī)超年限使用。
　　根據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)，最大起重量小于10t的塔機(jī)的使用壽命為10年，等于或大于10t的塔機(jī)的使用壽命為16年，而據(jù)對(duì)施工單位和塔機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家的的調(diào)查，目前施工單位使用的塔機(jī)中有相當(dāng)數(shù)量是20世紀(jì)60、70年代設(shè)計(jì)、應(yīng)屬淘汰的機(jī)型，而且這些塔機(jī)一般服役時(shí)間較長(zhǎng)，部分已達(dá)20-30年。
　　目前國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有確定塔機(jī)的強(qiáng)制報(bào)廢年限，有些塔機(jī)使用了20余年仍在服役，已大大超出了其設(shè)計(jì)壽命，其可靠性根本得不到保證。特別是安全裝置及防護(hù)措施不全，結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重及受力件塑性變形，致使整機(jī)功能降低，這樣的塔機(jī)使用中的安全隱患尤為突出，最易發(fā)生安全事故。
　?。?）塔機(jī)使用環(huán)境及地域不確定。
　　工程機(jī)械大都在野外工作，環(huán)境條件相當(dāng)惡劣，不僅要經(jīng)受風(fēng)吹雨打、日曬雨淋，還要遭受雷擊、冰凍等的影響，高溫時(shí)可達(dá)60℃以上，低溫時(shí)到了20℃以下。
　　雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)塔機(jī)使用環(huán)境的風(fēng)力有明確規(guī)定，但在不同地區(qū)施工時(shí)塔機(jī)所受風(fēng)載差別很大，在不同地域工作尤其是冬季環(huán)境溫度相差很大。普通結(jié)構(gòu)鋼脆性斷裂的臨界轉(zhuǎn)變溫度為-20℃，如果在低于這個(gè)溫度的環(huán)境下工作并受應(yīng)力集中、材質(zhì)不均勻等因素的影響，鋼結(jié)構(gòu)件就容易發(fā)生脆性斷裂。
　?。?）塔機(jī)出現(xiàn)疲勞裂紋。
　　由于受各種技術(shù)條件的制約，塔機(jī)金屬結(jié)構(gòu)在材質(zhì)、構(gòu)造形式及制造、加工、安裝等方面都不可避免地存在一定的缺陷，這種缺陷在重復(fù)載荷的作用下，就會(huì)形成許多裂紋源并逐漸擴(kuò)展。疲勞裂紋斷續(xù)而且細(xì)小，存在于焊縫或構(gòu)件的表面，裂紋取向一般沿著焊接接頭的裂紋，多數(shù)存在于焊縫焊道間、焊趾處或表面缺陷等應(yīng)力集中部位。對(duì)于使用年限較長(zhǎng)的塔式起重機(jī)，主要受力構(gòu)件及其連接焊縫長(zhǎng)期受到交變重復(fù)載荷的作用，疲勞裂紋大量增加而且不斷擴(kuò)展，結(jié)構(gòu)疲勞也在不斷加劇，當(dāng)損傷積累到一定程度后，遇到偶發(fā)事件或超載，在惡劣工況下甚至是正常載荷作用下，都可能導(dǎo)致細(xì)小裂紋迅速擴(kuò)展形成連續(xù)裂縫，造成結(jié)構(gòu)撕裂破壞而引起突然的斷裂事故。
　　另外，某些塔機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家為了降低制造成本，不嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選材，致使塔機(jī)結(jié)構(gòu)剛度不能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，造成安全性降低，進(jìn)而埋下事故隱患。
　　（4）塔機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行。
　　目前，很多施工企業(yè)為搶工程進(jìn)度、減少開(kāi)支、壓縮企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，設(shè)備被迫處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，基本上是從第一個(gè)工地結(jié)束工作后立即轉(zhuǎn)場(chǎng)進(jìn)入下一個(gè)工地，設(shè)備得不到正常的檢查和維修保養(yǎng)，帶故障工作現(xiàn)象普遍，導(dǎo)致工作機(jī)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)過(guò)早產(chǎn)生疲勞破壞，使用壽命迅速縮短，母材斷裂或焊縫開(kāi)焊而釀成的突發(fā)事故增多。
　　通過(guò)檢測(cè)和調(diào)整發(fā)現(xiàn)：
　?、偈褂媚晗蕹^(guò)15年的塔機(jī)，其主要受力部位一般都存在不同程度的疲勞裂紋，而且有的已相當(dāng)嚴(yán)重。
　?、谶@類(lèi)疲勞裂紋不僅存在于關(guān)鍵連接焊縫上，而且在主要受力桿件或板件的母材上也同時(shí)存在，只是缺陷多少與嚴(yán)重程度不同。因此可以說(shuō)，疲勞裂紋具有結(jié)構(gòu)整體分布性。
　?、凼褂脮r(shí)間越長(zhǎng)，缺陷越嚴(yán)重。這類(lèi)缺陷的客觀(guān)存在，在大多程度上將對(duì)塔機(jī)造成失效破壞，目前還未見(jiàn)有專(zhuān)項(xiàng)研究和報(bào)道，只能從失事設(shè)備個(gè)案中得到證實(shí)。在我國(guó)有很多此類(lèi)狀況的塔機(jī)在“超期”使用（甚至有些租賃公司用低價(jià)購(gòu)置這類(lèi)曾因各種原因被淘汰的塔機(jī)出租），安全隱患堪憂(yōu)。
　　總之，在塔機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用中，人們對(duì)結(jié)構(gòu)件的靜強(qiáng)度及整機(jī)性能均比較重視，而對(duì)其疲勞性能和使用壽命則往往難以進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，目前我國(guó)也無(wú)統(tǒng)一的塔機(jī)使用報(bào)廢年限和結(jié)構(gòu)件壽命評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
　　只有對(duì)長(zhǎng)期在用的塔機(jī)重要零部件的應(yīng)力（使用狀況）、缺陷（存在的缺陷情況）以及材料的力學(xué)性能三要素進(jìn)行全面了解與分析，并做出科學(xué)的評(píng)價(jià)（斷裂安全評(píng)價(jià)、塑性破壞安全評(píng)價(jià)或者是疲勞安全評(píng)價(jià)）之后，才能夠給出設(shè)備的合理使用年限或預(yù)期使用壽命。
　　2、加強(qiáng)可靠性設(shè)計(jì)及壽命評(píng)估