重心与起重作业的关系
重心就是物体分割成许多微小体积的重力的合力中心。重心与起重作业的安全关系重大,在起重安全施工规范中明确地规定:吊钩作用线与重物的重心必须在同一条垂直线上。
物体的重心位置是进行起重施工所必须掌握的重要技术数据之一。
重心与起重作业的关系如下。
1.重心的位置关系着重物被吊离地面后的水平程度
在一般的起重作业中吊钩到各捆绑点的距离相等。这时,要求物体的重心处于各个捆绑点的中心位置。若捆绑点不合适,重心偏离中心位置,重物起吊后就会倾斜。图1所示是对子绳两点卡绳捆绑起吊一根管子的情景。由于捆绑点所在的截面到重心的距离不等(如图中实线所示),所以,重物被吊起后经过自身摆动虽达到平衡,但物体的水平度受到较大影响(如图中虚线所示)。
图2所示为用带子绳进行捆绑起吊(捆绑点的位置与图1相同)一根管子的情景。因为捆绑绳是单根带子绳,在两个捆绑点上的绳股受力不同,捆绑绳在吊钩上产生窜动,所以当重物吊离地面后,可能因为倾斜而导致失稳(如图中虚线所示)。
在起重施工中,物体吊成倾斜状态,往往不利于设备的安装就位,也不利于施工安全。
2.重心决定着受力捆绑绳的负荷分配
在吊装外形不规则的设备、组合件或钢筋混凝土构件时,由于重心到捆绑绳各股的垂直距离不同,因此捆绑绳各股的受力也不相同。
3.重心的位置关系着重物起吊时的受力平衡,决定着重物的捆绑方法
重心低于捆绑点时,重物的捆绑一般比较容易达到平衡。当重物的重心高于捆绑点时,重物吊装的捆绑方法往往比较特殊。重心高于捆绑点的设备,如果所采取的捆绑方法不合适,重物起吊后就容易失去平衡而造成事故。
4.设备场内搬运时的重心关系着重物的捆绑方法、运输方法和运输过程的稳定性
设备场内运输时的重心高度是指重物支撑面的高与设备在支撑面上接触宽度之比值。重心偏高的设备,在对其进行操作时,起重施工人员必须给予充分的重视。它们的重量虽然不大,但重心很高,在现场内拖运时,被拖拉翻倒的事故时有发生。因此,重心偏高的设备在运输操作中同样存在着倾覆危险。
5.设备翻身时重心关系着捆绑绳受力的变化
物体的重心在物体内的位置是固定不变的,它与物体在空间所处的位置无关。重物翻身的过程中,重心随着重物的翻转,各捆绑点的受力也随之变化。在进行重物抬吊翻身的起重作业时,各捆绑绳在重物翻转到不同角度时,受力也发生变化,通常要根据其受力最大时的负荷选择捆绑绳。
6.流动重心在起重作业中要采取措施使物体保持平衡状态
流动重心是指装有液体或散粒物料的容器,在吊运过程中由于液体或散粒物料流动,使重物的重心发生变动。这类重物在吊运时,应采取措施以保证物体始终处于受力平衡且能够在暂时失稳时自行恢复到平衡状态。
7.起重施工中改变重心位置的方法-配重法调节重心
当被吊装的设备重心位置不利于起吊捆绑时,往往在设备的某一位置上施加一定重量-配重,使设备和配重的组合重心的位置改变至满足设备吊装的需要。用配重调节重心位置的方法有两种:一种是在重物的水平方向上调整,另一种是在重物的垂直方向上调整。
例:汽轮发电机转子的穿装作业,当接在转子上的假轴尚未露出静子汽端端面时,重心已经在静子内部,无法满足穿装作业要求,于是在转子的另一端轴头上施加一定重量的配重,使假轴、转子和配重的组合重心移至静子外一定距离,从而完成“接假轴”操作,如图3所示。