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2025年安全工程师安全生产法起重作业计算模型选择的安全分析试题（附答案）

试题

在2025年，某大型机械制造企业计划进行一次大型设备的起重作业。该设备重约50吨，需从地面吊运至15米高的平台上。企业安全工程师在进行起重作业前的安全规划时，需要选择合适的起重作业计算模型来评估作业风险。现有以下三种计算模型可供选择：

模型A

基于传统力学原理，考虑设备重量、起重高度、绳索角度等基本参数。其计算公式为：

$F=\frac{G}{\cos\theta}$

其中，$F$为绳索拉力，$G$为设备重量，$\theta$为绳索与垂直方向的夹角。该模型简单易懂，计算速度快，但未考虑风载荷、起重设备动态特性等因素。

模型B

综合考虑了风载荷、起重设备的动态特性以及设备重心偏移等因素。其计算公式为：

$F_{total}=\sqrt{(F_{static}+F_{wind})^2+F_{dynamic}^2}$

其中，$F_{static}$为静态绳索拉力（根据传统力学计算），$F_{wind}$为风载荷产生的拉力，$F_{dynamic}$为起重设备动态运动产生的附加拉力。该模型计算较为复杂，需要较多的参数输入，但能更准确地反映实际起重过程中的受力情况。

模型C

采用有限元分析方法，将起重设备、绳索和被吊设备视为一个整体系统，考虑材料的力学性能、接触非线性等因素。通过计算机软件模拟起重过程，得到详细的应力分布和变形情况。该模型计算精度高，但计算时间长，对计算机性能要求高，且需要专业的有限元分析知识。

根据《安全生产法》及相关起重作业安全规范，回答以下问题：

1.请分析在该起重作业中，三种计算模型各自的适用场景。

2.若该地区近期常有大风天气，安全工程师应优先选择哪种计算模型？请说明理由。

3.假设企业首次进行此类大型设备的起重作业，对起重过程中的风险评估经验不足，应选择哪种计算模型？结合《安全生产法》说明理由。

4.若企业时间紧迫，需要快速得出起重作业的初步安全评估结果，应选择哪种计算模型？该模型可能存在哪些安全隐患？

答案

1.三种计算模型的适用场景分析

-模型A：适用于作业环境简单、气象条件良好（如无风或微风）、起重设备运行平稳且对计算精度要求不高的起重作业。例如，在室内环境下进行小型、规则设备的吊运，由于室内环境相对稳定，风载荷和动态因素影响较小，此时该模型简单快速的特点能满足初步的安全评估需求。

-模型B：适用于室外作业且气象条件较为复杂（如存在一定风力）、起重设备运行状态复杂（如需要频繁启停、变速等）的情况。在这种场景下，风载荷和设备的动态特性对起重作业的安全性有较大影响，模型B能综合考虑这些因素，更准确地评估起重作业的风险。

-模型C：适用于大型、复杂结构设备的起重作业，或者对起重作业安全性要求极高的场合。例如，对于一些精密设备的吊运，需要精确掌握起重过程中各部件的应力分布和变形情况，以确保设备不受损坏，此时模型C的高精度计算能提供详细的安全评估依据。

2.若该地区近期常有大风天气，应优先选择模型B

理由：大风天气会产生明显的风载荷，对起重作业的安全性产生较大影响。模型A未考虑风载荷因素，不能准确评估在大风天气下的起重作业风险。模型C虽然计算精度高，但计算时间长，对于应对突发的大风天气情况可能不够及时。而模型B综合考虑了风载荷以及起重设备的动态特性等因素，能够更准确地反映在大风天气下起重作业过程中的实际受力情况，从而为安全工程师提供更可靠的风险评估结果，保障起重作业的安全进行。

3.企业首次进行此类大型设备的起重作业且经验不足时，应选择模型C

根据《安全生产法》，生产经营单位必须遵守本法和其他有关安全生产的法律、法规，加强安全生产管理，建立健全全员安全生产责任制和安全生产规章制度，加大对安全生产资金、物资、技术、人员的投入保障力度，改善安全生产条件，加强安全生产标准化、信息化建设，构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，健全风险防范化解机制，提高安全生产水平，确保安全生产。在这种情况下，企业对起重过程中的风险评估经验不足，需要更精确、详细的安全评估结果来指导作业。模型C采用有限元分析方法，能将起重设备、绳索和被吊设备视为一个整体系统，考虑材料的力学性能、接触非线性等多种因素，通过计算机软件模拟起重过程，得到详细的应力分布和变形情况，从而更全面、准确地评估起重作业的风险，符合《安全生产法》中对企业加强安全生产管理、保障安全生产的要求。

4.若企业时间紧迫，需要快速得出起重作业的初步安全评估结果，应选择模型A

该模型的安全隐患主要有：

-未考虑风载荷：在室外作业时，风载荷可能会显著增加绳索的实际受力，导致绳索拉力超过其承载能力，从而引发绳索断裂等安