高处作业水平安全绳实用标准的设计与研究

高处作业水平安全绳实用标准高处作业水平安全绳实用标准 的设计与研究的设计与研究 黄泽明 王政源 广东火电工程总公司 广东省电网公司 内容提要 在电力建设施工过程中 大量存在高处作业和临边作业 施工人员在平面 内移动时 都必须扣好安全带 防止发生坠落的安全责任事故 在结构尚未完 善时 安全带扣在哪里是关键问题 实践中采用的水平安全绳作为扣挂安全带 的大跨度软梁 是有效的方式之一 通过分析和阐述水平安全绳的受力状态 指出水平安全绳计算应采用抛物线理论的计算模型计算出最大张力 然后确定 和规范水平安全绳的选用和使用条件 建立实用标准 可以保证防止高处坠落 的第一道防线可靠和有效 关键词 水平安全绳 实用标准 1 前言 在电力建筑安装作业中 大量存在高处作业和临边作业 不论是土建作业 或是设备安装作业 施工人员高处作业在平面内的移动防护 都需要有安全带 保护 以防止发生坠落事故 这是防止施工人员高处坠落的第一道防线 然而 在结构尚未完善 构造物不具备扣挂安全带的地方 安全带扣挂在哪里才能防 止坠落 需要设计安装简便 使用可靠的形式 实践中采用了两端固定的钢丝 绳作为软梁 即采用了 13 6 37 1 钢丝绳 固定两端 中间部分作为扣挂施 工人员的安全带之用 然而由于水平安全绳的强度与负荷的大小 跨距 钢丝 绳的抗拉强度以及直径结构都有密切的关系 必须通过计算 才能正确的选择 合适的钢丝绳 目前国内电力建设单位尚未有关于高处作业水平安全绳的企业 标准 因此 有必要设计和研究大跨度的水平安全绳使用标准 供施工人员扣 挂安全带使用 既明确和规范水平安全绳的使用条件 以保证施工人员发生坠 落意外时得到保护 2 基本假设 从工程安全性和精度需要 水平安全绳的张力计算可以采用抛物线理论推 导张力计算公式 这种状况通常采用以下的假设 2 1 符合可变形固体的连续性假设和均匀性假设 虽然是软梁 可视作简 支梁 并且主要受轴向张力 2 2 实用中水平钢丝绳的最大工作垂度 fmax 是弦长的 1 15 2 弧长与弦长相差较小 可以假设自重延弦长均匀分布 2 3 确定安全带高挂低用 并且安全带的保护绳长仅 1 2 米 实际冲击高度 较小 1 米以内 所以冲击力相对张力较小 因此仅对水平安全绳进行静力计 算 不考虑冲击影响 2 4 采用 U 型卡环在水平安全绳上滑动 水平安全绳受力接触点为圆柱体 局部弯曲较小 3 水平安全绳的受力分析及计算及选用 水平安全绳是在两支柱或二个固定点之间 架设钢丝绳作为软梁 并保持 一定的小垂度 施工作业人员在这条软梁上通过 U 型卡环扣挂安全带 以防止 发生高处坠落的恶性事故 水平安全绳除自身的重量外 受力时承受集中载荷 力学模型受集中载荷后 内部产生较大的张力 水平安全绳直径的大小 与跨 度 垂度和集中载荷有直接的关系 水平安全绳张力计算如果采用悬链曲线理 论 假定负荷在曲线上均匀分布 这种计算较为精确 但计算过程复杂 实际 运用中采用抛物线理论 假定负荷在弦长上均匀分布 这种转换精度实际上已 满足工程的需要 因此 我们计算水平安全绳张力的计算简图如下 计算出水平安全绳最大张力 Tmax 的大小 结合安全系数 跨距等参数来选 用钢丝绳 q 钢丝绳的自身的重量 L 水平安全绳的跨距 Q 集中载荷 fmax 钢丝绳的垂度 按照抛物线理论推导出最大的水平张力 Hmax 保持垂度 famx 为 1 15 1 20 L L 为钩挂安全带水平钢丝绳的跨距 计算公式 1 如下 4 根据以上钢丝绳的选用计算步骤 选择几种跨距和集中载荷的实例如下表 钢丝绳的抗拉强度 1400Mpa 为例 通过以上表 1 至表 4 第三行 我们可以看到 每一种规格的水平安全绳当 Q 增 加 1 个人的重量时 即便在跨距为 2 米的情况下 水平安全绳的内力就超过许 用的拉力 T 处于不安全状态 5 水平安全绳的使用条件 5 1 扣挂安全带的方式扣挂安全带时 不能直接用安全带的金属钩直接扣挂在 水平绳上 防止金属钩与水平绳冲击造成钢丝绳局部受尖角接触 受力过大的 破坏 必须采用 U 型卡环 作为安全带金属钩与水平钢丝绳的过渡 同理 也 不能用安全带绳子部分与水平安全绳相扣 防止绳股中的细丝相互弯曲过大套 接后受力断裂 5 2 两端固定的方式 5 2 1 水平安全绳两端采用绳卡固定时 绳卡的数量必须按 电力建设安全规 程 中表 10 5 1 2 的要求设置 绳卡间距不得小于钢丝绳直径的 6 倍 5 2 2 两端以钢架立柱作为固定点时 绳与立柱之间要垫物 以防绳的磨损 如果以钢架连接孔连接时 应采用足够强度的卡环或连接销连接 5 2 3 每一条水平安全绳要独立设置 不得因为长度不够采用绳卡搭接 或相 互套挂连接 5 2 4 水平安全绳一端与卡环连接固定时 绳端环眼要有套环 以防钢丝绳过 度弯曲和磨损 5 2 5 如果某一条水平安全绳 简称 A 绳 的一端需要固定在另一条水平安全 绳 简称 B 绳 那么 B 绳承受的负荷要加上 A 绳的最大张力 核算 B 绳的最 大张力是否符合许用张力 如果在许用范围内 A B 绳连接时必须采用 U 型卡 环 A 绳的端头与 U 型卡环连接应有绳眼 5 2 6 每一条钩挂安全带水平钢丝绳应有标识 根据计算荷载 必须明显标识 允许同时吊挂几个人作业 严禁超荷载使用 5 2 7 卡环的选用可按卡环的许用负荷及结构选用 即首先考虑许用拉力 然 后要考虑卡环的直环内部尺寸 可以放进水平安全绳 推荐的钢丝绳上个人扣 挂安全带选用卡环如下表 6 结论 以钢丝绳作为扣挂安全带的软梁 对于构架尚未完善的施工环境 是一个简 便的方法 但是要充分认识和保证水平安全绳的抗拉强度在许用范围内 以及保 证水平绳两端的固定方式 安全带扣挂在水平安全绳上的方式均在控制范围内 的条件下 才能保证意外发生时 水平安全绳和施工人员安全带 这二者构成的 第一道防线处于安全状