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摘要：垂直吊装是起重机安全作业基本要求，然而自身却没有垂直吊装的显示、监视设置；抬吊与单机吊装都是起重机基本作业，然而抬吊有风险，分析抬吊的风险发现来自起重机载荷超常变动与不垂直吊装，究其原因与抬吊双方互不了解对方的抬吊动态信息有关，为此有必要对起重机监控设置进行变革，一是增设起重机吊钩偏角激光显示：当吊钩偏角0°时，吊钩偏角激光光束和始终铅垂方位的基准激光光束相重合，当吊钩产生偏角时，吊钩偏角激光光束则偏离基准激光光束，显示出吊钩偏角的方向、大小，并依其操纵消除吊钩偏角实现垂直吊装; 二是增设起重机抬吊风险动态于协同方（抬吊双方互为协同方）显示设置，将抬吊起重机载荷动态与吊钩偏角动态，传输、显示于协同方起重机操作室，令抬吊双方在“知已知彼”条件下实现协同吊装，以回避抬吊风险。
关键词：起重机抬吊；新一代起重机；垂直吊装; 激光监视；协同吊装
中图分类号：TH213文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）20-0096-02
文中所研究的起重机系指流动式起重机或吊车，包括履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机等，本文分析变革起重机监控设置的必要性并论述依据二项专利创造激光监视垂直吊装，且回避不垂直抬吊与载荷超常变动风险新一代起重机的可行性。
1起重机变革的必要性
1.1垂直吊装是起重机安全作业基本要求
起重机稳定性差，其吊钩偏角不得超过3°，故垂直吊装是起重机安全作业的基本要求，然而起重机自身却没有垂直吊装的显示、监视设置，以至于起重机司机无法判断单机滑移法或旋转法吊装，以及雙机、三机吊装时其吊钩是否处于垂直状态，而要由吊装指挥者，依据监视被吊重物垂直吊装者提供的信息指挥司机操纵既不及时又不准确。
1.2抬吊与单机吊装都是起重机基本作业
若将被吊重物吊装前后的状态分为立式（站立）与卧式（横卧或斜卧）两种，凡吊装前后状态改变者均需抬吊，如将卧置塔类设备吊成站立状态，或反之将站立塔类设备变成卧置状态，还有单机吊不动或尺过大的重物吊装也需要抬吊，即抬吊是大量而普遍存在的，故抬吊与单机吊装都是起重机吊装的基本作业。
1.3分析抬吊的风险
《石油化工工程起重施工规范》的条文说明中指出:“双机抬吊是比较危险的作业… 国外有些工程管理人员对于抬吊作业是持否定态度的” 究竟危险来自何方，这要从反映吊装力三要素间关系的起重吊装受力控制的数学模型中寻找答案，由于物体空间位置可以该物体不在一直线上三个点的空间坐标确定，故受力明确的抬吊，一般是双机或三机抬吊，即独立吊点数只能是三个或以下，三吊点吊装吊点抬吊力（载荷，下同）可由下式确定：
Si=[Sio+|（tgi-tgi）S]Ki （i=1,2,3） （1）
式中：S为被吊重物总重力；Sio、Si分别为吊装开始时与抬吊力变化时，i吊点的抬吊力；Ho为重物重心至吊点平面间距；Ci为以三吊点为顶点的三角形（吊点三角形，下同）中，通过i吊点的垂高；αi、βi分别为抬吊开始时与抬吊力变化时，通过i吊点的垂高与水平间夹角，计算夹角大小时，其始边正方向应指向吊点一侧；Ki为i吊点提升绳系数，即i吊点提升绳与铅垂线间夹角等有关的系数。
从（1）式可知，吊装中产生抬吊力变化的原因只有提升绳系数Ki与吊点三角形垂高斜率变化量(tgβi-tgαi)，当垂直吊装（与铅垂线间夹角为0°）Ki=1时，吊点抬吊力可由下式确定：
Si=Sio+|（tg-tgi）S （i=1,2,3）（2）
因而危险一是来自吊点三角形垂高斜率变化量(tgβi-tgαi)产生的起重机吊点抬吊力的超常变动，二是来自起重机提升绳系数Ki产生的不垂直吊装。双机抬吊可从三机抬吊计算式中导出，分析与结论类同从略。
①抬吊力（载荷）超常变动风险。当主、辅三机垂直吊装（与铅垂线间夹角为0°Ki=1）时，辅机载荷虽然发生变动而这是可预见必须的变动; 但是，从（2）式可知，二主机载荷将随着与其相应的垂高斜率变化不断改变，且由于提升不同步等因素产生主机载荷超常变动风险，为此要掌握吊装中主机载荷动态，并将不断改变的二主机间载荷比值控制在预定的数值，以回避超常变动风险。
②不垂直吊装风险。由于主、辅机吊钩产生的（主、辅机间）偏角大小，约与主、辅机各自承担的载荷成反比，若主、辅机各自承担载荷为4∶1，当主机吊钩偏角滞后0.75°（尚不易觉察），而辅机吊钩偏角竟超前3°，若此时设备仰角为75°，则辅机承担的载荷竟是吊钩偏角0°时的1.25倍，且辅机吊钩偏角达到允许值时，主机吊钩偏角也必符合要求，故主、辅机司机应均以辅机显示的吊钩偏角不大于允许值为前提进行操纵，以回避不垂直吊装风险。
1.4变革起重机监控设置的必要性
起重机稳定性差，要求垂直吊装，然而起重机自身却没有垂直吊装的显示、监视设置，这是涉及到安全作业的关键; 起重机抬吊有风险，而抬吊与单机吊装都是起重机基本作业，抬吊是大量而普遍存在的，双机或三机抬吊时，由于司机（不掌握协同方）只掌握本机吊装不完全的信息，因为连本机抬吊时吊钩是否处于垂直状态也无法判断，因而难免发生抬吊中的不协调，致使出现起重机吊点抬吊力的超常变动与起重机的不垂直吊装。起重机抬吊的风险，究其原因与起重机监控设置存在缺陷不能满足抬吊作业需要有关，故对起重机监控设置进行变革，实为当务之急。
2变革起重机监控设置创造新一代起重机
2.1增设吊车吊钩偏角激光显示与监视设置
由于控制起重机垂直吊装的核心是控制其吊钩的偏角，本设置直接动态显示吊车吊钩偏角，并依其操纵消除吊钩偏角实现垂直吊装。其作法是：将经球绞连接的基准激光发生器，装设于与吊钩连接的动滑轮组护板外侧的下方，将吊钩偏角激光发生器，装设于动滑轮组护板外侧的上方（激光发生器中心同动滑轮组护板外侧均应有适当距离，以便吊钩产生偏角时可以正常显示），由于基准激光发生器经球绞连接，在激光发生器自重和球绞自动调整下，则始终发射铅垂方位的基准激光光束，当吊钩偏角0°时，吊钩偏角激光发生器朝下发射的激光光束，和基准激光发生器铅垂朝上发射的激光光束中心线相重合，若二者激光光束分别为红色和兰色，则当吊钩偏角0°时，红色与兰色相混发出紫光，当吊钩产生偏角时，兰色激光光束则偏离红色的基准激光光束，准确、鲜明显示出偏角的方向和偏角大小; 再经球绞连接后装设于动滑轮组护板外侧上的无线摄像头，及装设于操作室的无线接收机将激光光束图像展现于操作室的屏幕上，并依其操纵实现垂直吊装。
2.2增设吊车抬吊风险动态于协同方显示设置
本设置系包括信息传输、显示的设置，即将起重机载荷动态与起重机吊钩偏角动态，传输、显示于协同方起重机操作室，达到信息互通，从而令双方在“知已知彼”条件下实现协同吊装，以回避抬吊风险，下面介绍一种用于三机或双机抬吊的、将起重机载荷动态、吊钩偏角动态于协同方显示的设置。
①起重机载荷动态值于协同方显示设置。首先在各起重机操作室装设一个三频道可切换的无线摄像头，并将摄像头锁定本机的实际载荷指示器，同时装设二套与无线摄像头配套的接收机、显示屏; 当起重机选作抬吊时，通过频道切换，每个起重机占用一个频道，启用无线摄象头，并经装设于协同方操作室与无线摄象头配套的接收机、显示屏，各将起重机载荷动态值再显示于协同方操作室屏幕上。
②吊钩偏角动态于协同方显示设置。首先在各起重机操作室装设一个三频道可切换的无线摄像头，并将摄像头锁定本机的吊钩偏角显示屏（设均已在吊车操作室装设吊车吊钩偏角激光监视装置），同时各装设二套与无线摄像头配套的接收机、显示屏; 当起重机选作抬吊时，通过频道切换，每个起重机占用一个频道，启用无线摄象头，并经装设于协同方操作室与无线摄象头配套的接收机、显示屏，各将起重机吊钩偏角动态再显示于协同方操作室屏幕上。
2.3创造新一代起重机的途径
鉴于垂直吊装监视设置的缺失，这是涉及到安全作业的关键；鉴于抬吊有风险，究其原因与起重机监控设置存在缺陷不能满足抬吊作业需要有关，而抬吊是大量而普遍存在的，因而应开发既适合于单机吊装也适合于抬吊作业，用激光监视垂直吊装，且回避不垂直抬吊与载荷超常变动风险的新一代起重机，同时该二项专利适用于履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机等的更新换代。
参考文献：
[1] 林汉丁.吊车吊钩偏角激光显示与监视设置[P].中国: 201110134401.2,2011-06-02.
[2] 林汉丁.吊车抬吊风险动态于协同方显示设置[P].中国: 201110148371.0,2011-06-02.
[3] 罗顶瑞,朱兆华.大型吊装组织设计方案实例分析[M].北京: 化学工业出版社,2008.
[4] SH/T 3536-2002,石油化工工程起重施工规范[S].
[5] 林汉丁.起重吊装受力控制的数学模型[J].南京建筑工程 学院学报,1996,(4):72-77.
[6] 林汉丁.再议起重机恒抬吊力吊装新技术[J].石油工程建 设,2010,(4):55-56.
关键词：起重机抬吊；新一代起重机；垂直吊装; 激光监视；协同吊装
中图分类号：TH213文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）20-0096-02
文中所研究的起重机系指流动式起重机或吊车，包括履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机等，本文分析变革起重机监控设置的必要性并论述依据二项专利创造激光监视垂直吊装，且回避不垂直抬吊与载荷超常变动风险新一代起重机的可行性。
1起重机变革的必要性
1.1垂直吊装是起重机安全作业基本要求
起重机稳定性差，其吊钩偏角不得超过3°，故垂直吊装是起重机安全作业的基本要求，然而起重机自身却没有垂直吊装的显示、监视设置，以至于起重机司机无法判断单机滑移法或旋转法吊装，以及雙机、三机吊装时其吊钩是否处于垂直状态，而要由吊装指挥者，依据监视被吊重物垂直吊装者提供的信息指挥司机操纵既不及时又不准确。
1.2抬吊与单机吊装都是起重机基本作业
若将被吊重物吊装前后的状态分为立式（站立）与卧式（横卧或斜卧）两种，凡吊装前后状态改变者均需抬吊，如将卧置塔类设备吊成站立状态，或反之将站立塔类设备变成卧置状态，还有单机吊不动或尺过大的重物吊装也需要抬吊，即抬吊是大量而普遍存在的，故抬吊与单机吊装都是起重机吊装的基本作业。
1.3分析抬吊的风险
《石油化工工程起重施工规范》的条文说明中指出:“双机抬吊是比较危险的作业… 国外有些工程管理人员对于抬吊作业是持否定态度的” 究竟危险来自何方，这要从反映吊装力三要素间关系的起重吊装受力控制的数学模型中寻找答案，由于物体空间位置可以该物体不在一直线上三个点的空间坐标确定，故受力明确的抬吊，一般是双机或三机抬吊，即独立吊点数只能是三个或以下，三吊点吊装吊点抬吊力（载荷，下同）可由下式确定：
Si=[Sio+|（tgi-tgi）S]Ki （i=1,2,3） （1）
式中：S为被吊重物总重力；Sio、Si分别为吊装开始时与抬吊力变化时，i吊点的抬吊力；Ho为重物重心至吊点平面间距；Ci为以三吊点为顶点的三角形（吊点三角形，下同）中，通过i吊点的垂高；αi、βi分别为抬吊开始时与抬吊力变化时，通过i吊点的垂高与水平间夹角，计算夹角大小时，其始边正方向应指向吊点一侧；Ki为i吊点提升绳系数，即i吊点提升绳与铅垂线间夹角等有关的系数。
从（1）式可知，吊装中产生抬吊力变化的原因只有提升绳系数Ki与吊点三角形垂高斜率变化量(tgβi-tgαi)，当垂直吊装（与铅垂线间夹角为0°）Ki=1时，吊点抬吊力可由下式确定：
Si=Sio+|（tg-tgi）S （i=1,2,3）（2）
因而危险一是来自吊点三角形垂高斜率变化量(tgβi-tgαi)产生的起重机吊点抬吊力的超常变动，二是来自起重机提升绳系数Ki产生的不垂直吊装。双机抬吊可从三机抬吊计算式中导出，分析与结论类同从略。
①抬吊力（载荷）超常变动风险。当主、辅三机垂直吊装（与铅垂线间夹角为0°Ki=1）时，辅机载荷虽然发生变动而这是可预见必须的变动; 但是，从（2）式可知，二主机载荷将随着与其相应的垂高斜率变化不断改变，且由于提升不同步等因素产生主机载荷超常变动风险，为此要掌握吊装中主机载荷动态，并将不断改变的二主机间载荷比值控制在预定的数值，以回避超常变动风险。
②不垂直吊装风险。由于主、辅机吊钩产生的（主、辅机间）偏角大小，约与主、辅机各自承担的载荷成反比，若主、辅机各自承担载荷为4∶1，当主机吊钩偏角滞后0.75°（尚不易觉察），而辅机吊钩偏角竟超前3°，若此时设备仰角为75°，则辅机承担的载荷竟是吊钩偏角0°时的1.25倍，且辅机吊钩偏角达到允许值时，主机吊钩偏角也必符合要求，故主、辅机司机应均以辅机显示的吊钩偏角不大于允许值为前提进行操纵，以回避不垂直吊装风险。
1.4变革起重机监控设置的必要性
起重机稳定性差，要求垂直吊装，然而起重机自身却没有垂直吊装的显示、监视设置，这是涉及到安全作业的关键; 起重机抬吊有风险，而抬吊与单机吊装都是起重机基本作业，抬吊是大量而普遍存在的，双机或三机抬吊时，由于司机（不掌握协同方）只掌握本机吊装不完全的信息，因为连本机抬吊时吊钩是否处于垂直状态也无法判断，因而难免发生抬吊中的不协调，致使出现起重机吊点抬吊力的超常变动与起重机的不垂直吊装。起重机抬吊的风险，究其原因与起重机监控设置存在缺陷不能满足抬吊作业需要有关，故对起重机监控设置进行变革，实为当务之急。
2变革起重机监控设置创造新一代起重机
2.1增设吊车吊钩偏角激光显示与监视设置
由于控制起重机垂直吊装的核心是控制其吊钩的偏角，本设置直接动态显示吊车吊钩偏角，并依其操纵消除吊钩偏角实现垂直吊装。其作法是：将经球绞连接的基准激光发生器，装设于与吊钩连接的动滑轮组护板外侧的下方，将吊钩偏角激光发生器，装设于动滑轮组护板外侧的上方（激光发生器中心同动滑轮组护板外侧均应有适当距离，以便吊钩产生偏角时可以正常显示），由于基准激光发生器经球绞连接，在激光发生器自重和球绞自动调整下，则始终发射铅垂方位的基准激光光束，当吊钩偏角0°时，吊钩偏角激光发生器朝下发射的激光光束，和基准激光发生器铅垂朝上发射的激光光束中心线相重合，若二者激光光束分别为红色和兰色，则当吊钩偏角0°时，红色与兰色相混发出紫光，当吊钩产生偏角时，兰色激光光束则偏离红色的基准激光光束，准确、鲜明显示出偏角的方向和偏角大小; 再经球绞连接后装设于动滑轮组护板外侧上的无线摄像头，及装设于操作室的无线接收机将激光光束图像展现于操作室的屏幕上，并依其操纵实现垂直吊装。
2.2增设吊车抬吊风险动态于协同方显示设置
本设置系包括信息传输、显示的设置，即将起重机载荷动态与起重机吊钩偏角动态，传输、显示于协同方起重机操作室，达到信息互通，从而令双方在“知已知彼”条件下实现协同吊装，以回避抬吊风险，下面介绍一种用于三机或双机抬吊的、将起重机载荷动态、吊钩偏角动态于协同方显示的设置。
①起重机载荷动态值于协同方显示设置。首先在各起重机操作室装设一个三频道可切换的无线摄像头，并将摄像头锁定本机的实际载荷指示器，同时装设二套与无线摄像头配套的接收机、显示屏; 当起重机选作抬吊时，通过频道切换，每个起重机占用一个频道，启用无线摄象头，并经装设于协同方操作室与无线摄象头配套的接收机、显示屏，各将起重机载荷动态值再显示于协同方操作室屏幕上。
②吊钩偏角动态于协同方显示设置。首先在各起重机操作室装设一个三频道可切换的无线摄像头，并将摄像头锁定本机的吊钩偏角显示屏（设均已在吊车操作室装设吊车吊钩偏角激光监视装置），同时各装设二套与无线摄像头配套的接收机、显示屏; 当起重机选作抬吊时，通过频道切换，每个起重机占用一个频道，启用无线摄象头，并经装设于协同方操作室与无线摄象头配套的接收机、显示屏，各将起重机吊钩偏角动态再显示于协同方操作室屏幕上。
2.3创造新一代起重机的途径
鉴于垂直吊装监视设置的缺失，这是涉及到安全作业的关键；鉴于抬吊有风险，究其原因与起重机监控设置存在缺陷不能满足抬吊作业需要有关，而抬吊是大量而普遍存在的，因而应开发既适合于单机吊装也适合于抬吊作业，用激光监视垂直吊装，且回避不垂直抬吊与载荷超常变动风险的新一代起重机，同时该二项专利适用于履带起重机、汽车起重机、轮胎起重机等的更新换代。
参考文献：
[1] 林汉丁.吊车吊钩偏角激光显示与监视设置[P].中国: 201110134401.2,2011-06-02.
[2] 林汉丁.吊车抬吊风险动态于协同方显示设置[P].中国: 201110148371.0,2011-06-02.
[3] 罗顶瑞,朱兆华.大型吊装组织设计方案实例分析[M].北京: 化学工业出版社,2008.
[4] SH/T 3536-2002,石油化工工程起重施工规范[S].
[5] 林汉丁.起重吊装受力控制的数学模型[J].南京建筑工程 学院学报,1996,(4):72-77.
[6] 林汉丁.再议起重机恒抬吊力吊装新技术[J].石油工程建 设,2010,(4):55-56.