生产生活中杠杆失衡的危害与避免

陈孝姜

摘 要：杠杆是一种古老而又现代的机械，古起明朝杰出科学家宋应星在《天工开物》一书中的棉弹，桔槔、舂米器等，今至航天飞机捕捉卫星用的机械臂;小到生活中用的指甲剪（有三个杠杆）、袜子夹、开瓶器、筷子，大到起重机的巨擘、工地上的起吊臂、现代车间的机械臂等，都是杠杆或杠杆的变形;杠杆不但深入到人类生产生活的方方面面，而且不少高新技术也离不开杠杆。

关键词：杠杆;杠杆平衡原理;失衡危害与避免

杠杆是生活中不可或缺的工具，许多工具看起来不像杠杆，但其实质是杠杆或杠杆的变形，这些杠杆静止时可能不会给人们带来伤害，失衡时就可能伤害人，甚至带来灾难性的严重后果，以下笔者总结几个实例说明生活生产中杠杆失衡的案例，也许能起到提醒、矫正、避免事故再次发生的作用。

案例一：2019年10月10日傍晚，无锡312國道上海方向锡港路上的高架桥面突然垮塌，事故调查结果是：一辆来自钢材市场的加长载重汽车荷载65吨实载187吨，驶过高架桥时，由于超载产生共振，导致高架桥侧翻砸到桥下路过的小轿车（图1），造成3人死亡、2人受伤的重大事故。事故原因似乎一切归咎于该严重超载的载重车，忽视了高架桥设计上的缺陷：该高架桥属于单柱式桥墩梁式桥（图2），优点是建造成本低，工程进度快，缺点就是受力后动力矩（动力×动力臂）与阻力矩（阻力×阻力臂）不等时，单侧超载容易造成倾覆（动力×动力臂>阻力×阻力臂）（图3、4），当年哈尔滨高架匝道倒塌也是这种单柱墩结构。

案例二：检察日报刊文：银行填单台“杀死”女童，责任无可逃避。事件经过：2019年4月23日上午10：10，客户廖某带一名2岁左右女孩在某银行营业厅办理业务，办完业务整理现金和单据时，女孩跑到填单台边跳跃欲够及台上物品导致填单台倾倒，砸向女孩前胸，10：15：28，填单台开始倾倒，廖某发觉后立即跑向填单台，但是出手还是迟了一步，廖某和银行经理当即抬起填单台将孩子抱出送县中医院救治，医生建议转院，不幸的是女孩在转院途中于当天11：30身亡，一个天真可爱的孩子，一条鲜活的、还没来得及绽放的生命，竟然以这样一种方式夭折、陨落，怎能不让人扼腕、痛心！

如果是成人在填单台上填写单据，压力并不大，压力力矩小于台的重力力矩，填单台不会倾倒（图7），但是当有一定体重的孩子拉住填单台边缘时，以填单台脚为支点o，拉力力矩大于填单台重力力矩（F1L1>F2L2）时，填单台就倾倒并砸到孩子了（图8）。在此事件中，银行显然没有尽到法定的安全保障义务，首先，填单台十分沉重，一旦倾倒，易致人损害，本身就存在严重的安全隐患。小女孩被一砸致命，也足以证明其危险性。其次，对于存在严重安全隐患的填单台，银行缺乏必要的防范措施，也没有安装有效的固定装置，以至于被两岁幼童轻易拉倒，引发悲剧;如果当时用的是这种填单台（图9），上下一样大，且带一定的弧形，即使孩子挂上去也不容易倒，也就不会发生这样的事故了。生命已然消逝，对于不幸罹难的小女孩，已于事无补。但对于其他银行、宾馆、商场、车站、娱乐场所、游泳馆等的管理者而言，能从该事件中切实吸取教训，以对生命负责的态度，全面排查安全隐患，切莫再让类似悲剧上演！

案例三：人们坐在硬椅子上时，背会往前倾，小腿与大腿成90°角，脚着地，坐久了容易腰酸背痛腿麻木（图10），这时人往往会习惯性脚蹬地面，身子靠在椅子的靠背上，整个椅子往后倾，以舒展放松身体与神经，因为放平身体可以使腰椎间盘内所承受的压力缩到最小，如果是特制的椅子，不会向后倒（图11），但是如果是普通的椅子，一旦F1×L1>F2×L2，椅子就会失衡而连人一起往后倒下，轻者只是人受到惊吓而无大恙，重者人的后脑勺着地受伤甚至引发死亡，这样的意外在生活中不是没有发生过。

因此当您坐在这样的椅子时，一定记着不能向后仰，若想放松，请站起来，走动走动以活动筋骨，舒展血脉;或者要观察背后有没有墙或重物。可以阻止或支撑椅子向后倒，以避免发生不该发生的伤害事件。

案例四：生活中，经常要爬高钉钉子、粉刷墙壁、换日光灯、挂画、贴春联等，都要用到一样工具——人字形脚手架，以帮助人完成任务（图13），使用时脚手架的脚呈张开的状态，四脚占地面积物理学中称为支面，支面越大，物体越稳，即稳度越大。当人爬到最高点两脚分开站在脚手架两边的台阶时，应该是很稳的，但是人一旦由于没有调整好脚手架的位置而由于安装需要过度倾斜身体时，这时就会以脚手架的脚为支点，此时 F1×L1>F2×L2，力矩失衡造成脚手架倾斜倒下（图14），人从高处坠落是相当危险的，若地面是坚硬的大理石、瓷砖，头部着地或磕到坚硬锐利的桌角，可能受到更大的伤害甚至致死，笔者的一位远房亲戚就曾经在自己新装修的房子安装日光灯时从脚手架上跌落而死亡，年仅35岁，留下一个幼小的孩子，不能不令人扼腕叹息。为了减少这类事故的发生，请尽量使用图15的脚手架，它呈长方形，稳度比人字形脚手架好，移动起来也方便。

生活中，意外与幸运不知道什么时候降临，我们祈祷幸运降临的同时也希望与杠杠失衡有关的这类意外伤害不再发生;同时不要心存侥幸，时时处处留意身边的存在类似杠杆失衡的安全隐患的物品，及时加固或撤去这样危险物品，以避免发生危害身体健康甚至死亡的伤害。