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To probe into the problems of calculating centre of gravity
and the slanting hoist while lifting heavy things
摘要： 文章针对起重吊装作业中起重物计算重心点及在吊装过程中暴露出的斜吊问题进行了理论分析，探讨了1台、2台及3台吊机吊装时起重物出现倾斜状态的原因及认识上存在的问题。
Abstract： This article theoretically analyses the problems of calculating centre of gravity, and the problems of the slanting hoist emerged in the course of lifting heavy things. It probes into the reasons of the slanting state of the heavy things being lifted and the problems of understanding in existence.
关键词：重心；起重作业；斜吊；
Key words：centre of gravity；lifting working by crane；slanting hoist；;
1 1台、2台及3台吊机吊装时，起重物出现倾斜状态的原因探讨
根据起重物的设计状态、制造工艺要求及吊装就位或摆放方便的原则，起重物的吊装形式有：竖直状态吊装、倾斜状态吊装、水平状态吊装及翻身（也叫空中翻转）吊装等。根据吊机使用数量有：1台、2台、3台及3台以上的吊装形式。根据吊钩形式有：单鈎头和双鈎头吊装形式。
本文探讨的是用单鈎头吊钩水平状态吊装起重物时，起重物出现倾斜状态的原因。
1.1 1台吊机吊装时，起重物出现倾斜状态的原因分析
1台吊机吊装时，起重物重心点上作用着两个力。一个是竖直向上的吊机起重力，它通过吊钩、吊索（如钢丝绳等）作用在起重物的重心点上，另一个是铅垂向下的起重物重力。两个力大小相等、方向相反，作用在同一条铅垂线上，起重物重心点上受力平衡，起重物就会被吊钩以水平状态吊起。见图1。
当计算出的起重物重心点与起重物实际重心点有计算误差时，两重心点之间就出现了一段计算误差值大小的距离。两重心点与吊钩钩孔中心点（以下简称为吊钩）的连线之间就出现了一个夹角，见图2（a）及图2（b）。
技术人员在编制起重吊装工艺时，先要计算出起重物重心点在起重物上的位置，再按计算出的重心点在起重物上设计和布置联结吊索用的吊点（注1，联结吊索用的吊点指：吊装眼板，也叫做吊耳，一台吊机吊装平板状起重物时，通常使用四根吊索，在计算重心点的周围对称布置四块吊装眼板）。
因为技术人员在设计和布置吊索的吊点时，是把计算重心点当成起重物实际重心点，按吊装时起重物计算重心点与吊钩处在同一条铅垂线上设计和布置的。而计算重心点并不是起重物的实际重心点。按计算重心点与吊钩处在同一条铅垂线上进行吊装，起重物实际重心点就会处在图2（b）所示夹角的斜边上。这条斜边的方向就是吊钩作用在起重物实际重心点上的吊钩起重力的方向（注2因为实际吊装是按吊钩与起重物实际重心点处在同一条铅垂线上的规律进行的，按计算重心点与吊钩处在同一条铅垂线上进行吊装只会是一种设想。因此这是在进行起重力方向倾斜的斜拉、斜吊。这是违犯起重吊装作业安全生产规定的违章作业）。
为避免出现违章的吊装作业，起重物起吊时，就需要按起重物实际重心点与吊钩处在同一条铅垂线上进行吊装。这时就要将计算重心点就如图3所示，由吊装前所处的直角边位置旋转到斜边位置上。此时，图2(b)所示的夹角就成了起重物吊装时，起重物出现倾斜状态时的倾斜角。
由此可知，1台吊机吊装时，起重物出现倾斜状态的原因是起重物计算重心点误差造成的。
1.2 2台吊机抬吊时，起重物出现倾斜状态的原因分析
2台吊机抬吊时，起重物出现倾斜状态的原因有3种。
第一种原因是：与1台吊机吊装的道理一样，也是起重物计算重心点的计算误差造成的。
第二种原因是：2台吊机的抬吊动作不一致，1台吊机将它吊着的起重物吊点区域吊得比另1台吊机吊着的起重物吊点区域吊得高（或低）造成的。
第三种原因是：上述两种原因共同出现造成的。
1.2 3台吊机抬吊时，起重物出现倾斜状态的原因分析
3台吊机抬吊时，起重物出现倾斜状态的原因：每台吊机都是独立的、由自主的吊机司机操纵。只要有1台吊机司机将他的吊机吊着的起重物吊点区域吊得比其他司机的吊机吊着的起重物吊点区域吊得高（或低）一点，起重物就会出现倾斜状态。要想让各台吊机的动作一致，就要靠3台吊机的统一指挥人员对各台吊机的动作统一指挥、协调来实现。吊机统一指挥人员有时会为起重物吊装就位或摆放方便，有目的指挥3台吊机将起重物吊得向某一方向倾斜一点。由于3台吊机吊装时，出不出现起重物倾斜状态、向哪个方向倾斜、倾斜多大角度完全由起重统一指挥人员控制。起重物重心点的位置就对起重物出不出现倾斜状态起不到任何作用。因此，3台吊机吊装时，起重物出现倾斜状态的原因也就与起重物重心点计算得有无误差毫无关系了。
某企业在对待3台吊机的吊装问题上暴露出明显的认识错误。该企业的起重吊装作业安全生产监督管理部门和人员（以下简称起重安管部门和人员）认为：“3台吊机抬吊时，起重物出现倾斜状态的原因是起重物的重心点计算误差造成的”。并将起重物吊装时出现倾斜状态判为“斜吊事故”，对技术部门和有关技术人员进行了处罚。这种明显的错误认识，给起重吊装工作造成很坏的影响。
2 对斜吊认识问题的探讨
斜吊是起重吊装时，起重物本身相对地平面出现倾斜状态的简称，本文将这种斜吊叫做起重物状态倾斜斜吊。
参考简图如下
（注3，起重物重力作用点：1台吊机吊装时，指起重物实际重心点；2台吊机抬吊时，指与2台吊机各吊钩对应的由起重吊装工艺计算并确定好具体位置的起重物上各吊钩起重力作用点[也叫每个吊钩起重力的合力作用点或每台吊机的起重物重力负荷分配点][注：起重物上的两个吊钩的起重力作用点连线必须过起重物的实际重心点!!!]； 3台及3台以上吊机吊装时，指与每台吊机相对应的，由起重吊装工艺计算并确定好具体位置的，起重物上各吊钩起重力作用点[也叫各吊钩起重力的合力作用点或各吊机的起重物重力负荷分配点]）。
在使用吊机进行起重吊装时，这两种斜吊都用“斜吊”两个字表示，不具体指明是哪一种斜吊，对吊装中出现的斜吊问题如何认识，全靠使用者个人的理解和判断。
2.1 两种斜吊在用途上的区别
1） 起重物状态倾斜斜吊是起重吊装中广泛使用的一种吊装方法。
例1、竖直状态就位吊装的起重物。竖直状态就位吊装的柱状起重物（如船桅）从组装时的水平状态吊成就位时的竖直状态，全部吊装过程都是在起重物状态倾斜斜吊中进行的。
例2、倾斜状态就位吊装的起重物。倾斜状态就位吊装的船体两侧的船体侧板，从水平组装状态吊成与船体两侧安装位置相同的倾斜状态，全部吊装过程都是在起重物状态倾斜吊装中进行的。
例3、翻身（即空中翻转180度）吊装的起重物。反造法的船体艏段、艉段，石油平台的甲板片等，从组装时的上平面朝下，下部结构朝上状态吊成就位安装时上平面朝上，下部结构朝下状态，全部吊装过程（除90?垂直状态外）都是在起重物状态倾斜斜吊中进行的。
例4、起重吊装中使用的吊装方法之一“斜吊法”。“斜吊法”就是用起重物状态倾斜斜吊的简称“斜吊”来命名的一种起重吊装方法。
从上述例子足以看出起重物状态倾斜斜吊是起重吊装中广泛应用的一种吊装方法。
2） 起重力方向倾斜斜吊是用吊机进行吊装时，禁止使用的违章吊装方法。
以能回转、能移动的履带式、汽车式，压杆式起重臂塔式吊机为例：因为出现起重力方向倾斜斜吊时的起重物作用力（注4：该起重物作用力：指起吊时与吊钩起重力成对出现的，沿着吊索、吊钩、吊钩起升钢丝绳等作用在吊机起重臂顶端的起重物对吊机的倾斜向下的作用力），当起重物作用力对吊机产生的倾覆力矩大到超过吊装工况允许的起重物作用力矩时，就会因起重物作用力矩大于吊机稳定力矩破坏吊机的稳定性，给吊机带来倾覆危险。因此，起重力方向倾斜斜吊是用吊机进行吊装时，禁止使用的一种吊装方法。并作为一条规定写入起重吊装作业安全生产规章中。
2.2 两种斜吊本质上的区别
1)起重力方向倾斜斜吊中的起重物状态可以是竖直状态、倾斜状态或水平状态的。这是起重力方向倾斜斜吊与起重物状态倾斜斜吊不同的地方。
例如：3台吊机抬吊时，起重物状态是水平的，但有1台或2台吊机的起重力方向相对地平面是倾斜的。这种吊装作业尽管起重物本身状态是水平的，因为有的吊鈎起重力方向是倾斜的，这种吊装作业仍是起重吊装中禁止使用吊机吊装的违章吊装作业。
2)在起重物状态倾斜斜吊中，作用在起重物作用点上的起重力方向始终是沿铅垂方向向上的。这是起重物状态倾斜斜吊与起重力方向倾斜斜吊不同的地方。
例如：3台吊机抬吊时，起重物本身相对地平面出现倾斜状态，但各吊钩作用在起重物合力作用点上的起重力方向始终是沿铅垂方向向上的。尽管起重物本身出现倾斜状态，只要满足起重物状态倾斜斜吊6条安全要求，这种吊装就是安全的、允许使用的起重物状态倾斜斜吊。
(注5：起吊中出现起重物状态倾斜斜吊时，应满足的6条安全要求是：①吊索与地面的夹角不小于起重吊装工艺中对吊索与地平面的夹角要求；②吊装眼板腹板上的吊装眼孔与卡环销轴的配合状态处在正常状态；③吊装眼板的型式、布置的方向及吊装眼板抗各种应力及复合应力的强度都满足强度要求；④起重物上所受应力及变形满足强度及变形要求；⑤便于起重物安全就位或摆放、及摆放运输安全；⑥起吊中，起重物吊离组装胎架（或施工平台）前，随时都按吊机上起升钢丝绳导向滑轮组与吊钩之间的起升钢丝绳处于铅垂方向的悬垂状态，对吊钩所处的位置进行调整，保证作用在起重物作用点上的吊钩起重力方向始终与地平面保持在铅垂状态上。)
起重安管部门及人员对两种斜吊的认识将影响起重吊装顺利进行。例如：3台吊机抬吊水平状态摆放的起重物时，吊机指挥人员为便于起重物吊装、转运和在倾斜的船台上摆放，将起重物吊成上述2)中斜吊状态。起重安管部门及人员认为“起重物吊斜了就是违章的斜吊”，对这种合理的吊装按“违章斜吊”进行处理，反映出该企业中真实存在着对斜吊的认识问题。
3 结束语
1）为什么某企业的起重安管部门及人员会在上述两个问题上会出现这种错误认识呢？
其主要是该企业编制的起重吊装作业安全生产规章中有一条与斜吊有关的规定造成的。起重吊装规章中的所有规定条文，都应该是规定非常明确，不能让使用者产生误解，对规定条文产生错误认识的规定条文。而该企业起重吊装规章中的这条与斜吊有关的条文规定“起重时，起重物必须在起重臂的正下方，不准斜拉、斜吊”是一条能引起误解，导致使用者对斜吊产生错误认识的规定条文。该企业起重安管部门和人员在上述两个问题中的表现真实的反映出该条规定存在的问题。应引起“起重吊装作业安全生产规章编制部门”予以重视.
2）斜吊事故简介。
①起重人员用3台吊机将一块在施工场地组装好的石油平台甲板片以满足起重物状态倾斜斜吊6条安全要求的允许倾斜状态吊起后摆放到拖车上，由拖车运走了；②起重安管人员拍下“甲板片吊装状态现场照片”并要求友邻技术部门参加，分别对甲板片重心点重新计算；③起重安管部门判定：这是一起由“甲板片重心点计算误差值”造成的斜吊事故”，对技术部和有关技术人员分别给予了处罚。
“斜吊事故”简介能让与起重作业有关的部门和工作人员清楚的看到“斜吊事故”发生和处理的全部过程，从中发现问题，吸取经验和教训，防止类似“事故”再次发生。
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