高处作业水平安全绳实用标准的设计与研究

1、高处作业水平安全绳实用标准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 全纯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 全纯的选用和使用条件，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：水平安全纯实用标准1 .前言在电力建筑安装作业中，大量存在高

2、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 0 136 X37+1钢丝纯，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纯。目前 国内电力建设单位尚未有关于高处作业水平安全纯

3、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(1/15-1/20), 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)，

4、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，水平安全纯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纯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。水平安全纯除自身的重量外，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。水平安全纯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，

5、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，我们计算水平安全纯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 用钢丝纯。q:钢丝绳的自身的重量；T/ V、q VbI,XQbL:水平安全绳的跨距；° :Q：集中载荷；Ha 总.，- Hbfmax: 钢丝绳的垂度；L-I -按照抛物线理论推导出最大的水平张力 Hmax保持垂度famx为(1/151/20 ) L, L为钩挂安全带水平钢丝绳的跨距。计算公式 (1)如下。水平张力斤-一半半垂直张力匕-%厂“十 °最大的张

6、力丁2小，跳孚+投)安全系数取1夕按电力建设安全二作规程)钢丝绳选用条件:Tmat(kg T (kg)一钢丝绳的最大张力,单位k1工、钢丝绳的许用张力，单位kg,无3k钢丝绳的垂度，单位TD,Q一 钢丝绳上的负荷,个人的重量按100kg计算，包括服装及物品等：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。表I：钢丝绳6X37+1 613,各种跨距、负荷时的及T细)泊至,我, 1/1L t里)Q(kg)：T： 次式力(kg)安全系数 K0.1321003815147200146. 671001004925147200140. 132

7、200759514720014表2：钢丝绳6X37-1-*19.5,各种跨£鼠 负荷时的T四(kg)及T (kg)feu 3L (m)1/lLQ(kS)T(kg)：T：P整梗拉力安全融K(kg)(kg)0. 1323001140115616190140. 5383001155115616190140. 132400151811561619014表3:钢丝绳6X37+1-<521.5.各种弩跖、负荷时的T=u(kg)及T (kg)1/15*LL(m)Q(kg)I(kg)二匚P整粽拄力安全差莪K(kg)(kg)0. 1323001141142619970146. 090300141

8、9142619970140. 132400152014261997014表4二钢丝绳6X37+1-由24,各种跨距、负荷时的Twig)及T (kg)J(21)I/I5*LL(m)Q(kg)Ta (kg)：T： 取第F整垠岳力 (kg)安史系/K0. 1324001521172824190143. 67554001723172824190140. 132500139917282419014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纯当 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

9、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 平纯上，防止金属钩与水平纯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，防止纯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纯卡固定时，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。表1051-2钢丝绳端部固定目绳卡的数量钢丝绳直径mm7-18 19-27 2S-37 38-45绳卡的数量个 345 65.2.2 两端以钢架立柱作为固定

10、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纯卡搭接，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纯（简称 A纯）的一端需要固定在另一条水平安全纯 （简称B纯）。那么B纯承受的负荷要加上A纯的最大张力，核算B纯的最大张力是否符合许用张力。如果在许用范围内，A、B纯连接时必须采用U型卡环。A纯的端头与U型卡环连接应有纯眼。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，可以放进水平安全纯。推荐的钢丝绳上个人扣挂安 全带选用卡环如下表：水平安全绳直径 中13 中25 中21,5<524卡环埼子直径d1() 16 16 20卡环直环内尺寸B16 24 24 326 .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，以及保证水平纯两端的固定方式、安全带扣挂在水平安全绳上的方式均在控制