雙機抬吊中吊點位置及起升速度對吊車載荷的影響

李傳明　安濤（山東電力建設第三工程公司，山東青島 266000）

雙機抬吊中吊點位置及起升速度對吊車載荷的影響

李傳明安濤
（山東電力建設第三工程公司，山東青島 266000）

在電力行業(yè)施工中，大件、長件的吊裝較為普遍。由于受施工現(xiàn)場吊裝機械起重能力的限制或為方便就位，常采用雙機抬吊的方法進行吊裝。當被吊物重量接近兩吊車額定起重量的80%時，吊車的載荷與吊點位置、被吊物重心、起吊速度有著重要關系。本文通過理論分析，探討雙機抬吊中吊點位置及起升速度對吊車載荷的影響。

雙機抬吊 吊點 重心 受力分析

1　引言

目前，我國的施工行業(yè)與其它行業(yè)相比，技術水平相對較低，在實際吊裝作業(yè)中普遍存在憑經(jīng)驗、靠感覺、放大余量等辦法。當?shù)跷镏亓拷咏~定載荷時，就需精確計算，以確保安全、節(jié)約成本。（例如龍門吊橋架為安裝方便，一般以一臺大吊車為主吊機械，一臺小吊車為輔助機械，進行抬吊；地面組合的框架立柱，由于框架較大，為防止一臺吊車起吊，在立柱豎起至接近90°時，構件傾覆對吊車的沖擊，也常采用雙機抬吊起鉤，將立柱豎起）。當?shù)踯嚪峙涞妮d荷接近額定起重量的80%時，就需對吊點位置、構件重心位置、吊車起吊速度進行計算，以為安全作業(yè)提供依據(jù)。

2　受力分析的重點及難點

（1）首先需要確定被吊物的重量。（2）其次需要確定被抬吊物的重心。（3）最后根據(jù)被吊物重量、重心、吊車工況表、現(xiàn)場情況，確定兩吊車的載荷分配及吊點。

3　重心確定及吊點選擇分析

3.1重心的計算

（1）質量分布均勻且形狀規(guī)則的物體，重心為幾何中心；沒有規(guī)則形狀的物體，重心計算同（2）。

（2）質量分布不均勻、形狀不規(guī)則物體重心計算。

某物體（總質量為M）所在空間任取一確定的空間直角坐標系O-xyz，則該物體可微元出i個質點，每個質點對應各自坐標系（xi，yi，zi）及質量mi，

已知M=m1+m2+…+mi，設該物體重心為G（X，Y，Z）

則X=（x1m1+x2m2+…+ximi）/M

Y=（y1mi+y2m2+…+yimi）/M

Z=（z1m1+z2m2+…zimi）/M

3.2吊點與重心的距離確定

（1）根據(jù)兩吊車的工況表，確定兩吊車的分配載荷F1、F2，確保F1、F2小于吊車額定起重量的80%。

（2）根據(jù)力矩平衡公式F1*L1=F2*L2，確定L1及L2的大小。

（3）考慮重物拴鉤方便、起吊過程中兩吊車半徑變化等多種因素，對L1、L2、F1、F2等進行修正。

3.3兩吊車起吊不同步對吊車載荷的影響分析

3.3.1物體重心為幾何中心

（1）力的作用點（吊點）的連線在重心上方。

當F2上升速度大于F1時，傾斜角度為β。

通過幾何關系可以確定出L1ˊ、L2ˊ與傾角β的關系如下（A圖），

F1、F2與L1ˊ、L2ˊ的關系如下，

通過分析發(fā)現(xiàn)，隨著傾斜角度β的增大L1增大為L1，L2減小為L2，所以F1減小，F(xiàn)2增大；當F1作用點下降與重心同一水平線時，L1ˊ最大，此時F1最小，F(xiàn)2最大；當F1作用點繼續(xù)下降時，L1ˊ開始減小，F(xiàn)1增大，F(xiàn)2減小。

（2）力的作用點（吊點）的連線通過重心。

當F2上升速度大于F1時，傾斜角度為β。

通過幾何關系可以確定出L1ˊ、L2ˊ與傾角β的關系如下（B圖），

F1ˊ、F2ˊ與L1ˊ、L2ˊ的關系如下，

F1ˊL1ˊ=F2ˊL2ˊ，

從上述公式可以看出，隨著傾斜角度β的增大，L1、L2同比例變化，F(xiàn)1、F2的變化與傾斜角β無關，即F1、F2大小不變。

（3）力的作用點（吊點）的連線在重心下方。

當F2上升速度大于F1時，傾斜角度為β。

通過幾何關系可以確定出L1ˊ、L2ˊ與傾角β的關系如下（C圖），

F1、F2與L1ˊ、L2ˊ的關系如下，

通過分析發(fā)現(xiàn)，隨著傾斜角度β的增大L1減小為L1，L2增大為L2，所以F1增大，F(xiàn)2減?。划擣2作用點上升到與重心同一水平線時，L2ˊ最大，此時F2最小，F(xiàn)1最大；當F2作用點繼續(xù)上升時，L2ˊ開始減小，F(xiàn)2增大，F(xiàn)1減小。

3.3.2物體重心不在幾何中心

（1）力的作用點（吊點）的連線在重心上方。

當F2上升速度大于F1時，傾斜角度為β。

通過幾何關系可以確定出L1ˊ、L2ˊ與傾角β的關系如下（D圖），

F1、F2與L1ˊ、L2ˊ的關系如下，

通過分析發(fā)現(xiàn)，隨著傾斜角度β的增大L1增大為L1，L2減小為L2，所以F1減小，F(xiàn)2增大；當F1作用點下降與重心同一水平線時，L1ˊ最大，此時F1最小，F(xiàn)2最大；當F1作用點繼續(xù)下降時，L1ˊ開始減小，F(xiàn)1增大，F(xiàn)2減小。

（2）力的作用點（吊點）的連線通過重心。

當F2上升速度大于F1時，傾斜角度為β。

通過幾何關系可以確定出L1ˊ、L2ˊ與傾角β的關系如下（E圖），

F1ˊ、F2ˊ與L1ˊ、L2ˊ的關系如下，

F1′L1′=F2′L2′，

從上述公式可以看出，隨著傾斜角度β的增大，L1、L2同比例變化，F(xiàn)1、F2的變化與傾斜角β無關，即F1、F2大小不變。

（3）力的作用點（吊點）的連線在重心下方。

當F2上升速度大于F1時，傾斜角度為β。

通過幾何關系可以確定出L1ˊ、L2ˊ與傾角β的關系如下（F圖），

F1、F2與L1ˊ、L2ˊ的關系如下，

通過分析發(fā)現(xiàn)，隨著傾斜角度β的增大L1減小為L1，L2增大為L2，所以F1增大，F(xiàn)2減??；當F2作用點上升到與重心同一水平線時，L2ˊ最大，此時F2最小，F(xiàn)1最大；當F2作用點繼續(xù)上升時，L2ˊ開始減小，F(xiàn)2增大，F(xiàn)1減小。

4　結語

通過3.3.1—3.3.2分析可以看出：不管重心是否在物體幾何中心，力的作用點連線與重心的關系，決定了F1、F2的變化情況。當力的作用點連線在重心上方時，若抬吊上升不同步，抬得高的一頭受力會増大，抬得低的一頭受力會減小；當力的作用點連線通過重心時，若抬吊上升不同步，兩力的大小不受影響；當力的作用點連線在重心下方時，抬得高的一頭受力會減小，抬得低的一頭受力會增大。