1、高處作業水平安全繩實用標準的設計與研究黃澤明王政源廣東火電工程總公司廣東省電網公司內容提要：在電力建設施工過程中，大量存在高處作業和臨邊作業。施工人員在平面內 移動時，都必須扣好安全帶，防止發生墜落的安全責任事故。在結構尚未完善時， 安全帶扣在哪里是關鍵問題。實踐中采用的水平安全繩作為扣掛安全帶的大跨度 軟梁，是有效的方式之一。通過分析和闡述水平安全繩的受力狀態，指出水平安 全純計算應采用拋物線理論的計算模型計算出最大張力，然后確定和規范水平安 全純的選用和使用條件，建立實用標準，可以保證防止高處墜落的第一道防線可 靠和有效。關鍵詞：水平安全純實用標準1 .前言在電力建筑安裝作業中，大量存在高

2、處作業和臨邊作業。不論是土建作業或 是設備安裝作業，施工人員高處作業在平面內的移動防護，都需要有安全帶保護， 以防止發生墜落事故。這是防止施工人員高處墜落的第一道防線。然而在結構尚 未完善、構造物不具備扣掛安全帶的地方， 安全帶扣掛在哪里才能防止墜落， 需 要設計安裝簡便，使用可靠的形式。實踐中采用了兩端固定的鋼絲繩作為軟梁， 即采用了 0 136 X37+1鋼絲純，固定兩端，中間部分作為扣掛施工人員的安全帶 之用。然而由于水平安全繩的強度與負荷的大小、跨距、鋼絲繩的抗拉強度以及直徑結構都有密切的關系。必須通過計算，才能正確的選擇合適的鋼絲純。目前 國內電力建設單位尚未有關于高處作業水平安全純

3、的企業標準。因此，有必要設計和研究大跨度的水平安全繩使用標準，供施工人員扣掛安全帶使用。既明確和規范水平安全繩的使用條件，以保證施工人員發生墜落意外時得到保護。2 .基本假設從工程安全性和精度需要，水平安全繩的張力計算可以采用拋物線理論推導 張力計算公式，這種狀況通常采用以下的假設。2.1 符合可變形固體的連續性假設和均勻性假設；雖然是軟梁，可視作簡支 梁。并且主要受軸向張力。2.2 實用中水平鋼絲繩的最大工作垂度 fmax是弦長的(1/15-1/20), 弧長與弦長相差較小，可以假設自重延弦長均勻分布；2.3 確定安全帶高掛低用，并且安全帶的保護繩長僅1.2米，實際沖擊高度較小(1米以內)，

4、所以沖擊力相對張力較小，因此僅對水平安全繩進行靜力計 算，不考慮沖擊影響；2.4 采用U型卡環在水平安全繩上滑動，水平安全純受力接觸點為圓柱體， 局部彎曲較小。3 .水平安全繩的受力分析及計算及選用水平安全純是在兩支柱或二個固定點之間， 架設鋼絲繩作為軟梁，并保持一 定的小垂度，施工作業人員在這條軟梁上通過 U型卡環扣掛安全帶，以防止發生 高處墜落的惡性事故。水平安全純除自身的重量外，受力時承受集中載荷。 力 學模型受集中載荷后，內部產生較大的張力。水平安全繩直徑的大小，與跨度、 垂度和集中載荷有直接的關系。水平安全純張力計算如果采用懸鏈曲線理論，假 定負荷在曲線上均勻分布，這種計算較為精確，

5、但計算過程復雜。實際運用中采 用拋物線理論，假定負荷在弦長上均勻分布，這種轉換精度實際上已滿足工程的 需要。因此，我們計算水平安全純張力的計算簡圖如下：計算出水平安全繩最大張力 Tmax的大小，結合安全系數、跨距等參數來選 用鋼絲純。q:鋼絲繩的自身的重量；T/ V、q VbI,XQbL:水平安全繩的跨距；° :Q：集中載荷；Ha 總.，- Hbfmax: 鋼絲繩的垂度；L-I -按照拋物線理論推導出最大的水平張力 Hmax保持垂度famx為(1/151/20 ) L, L為鉤掛安全帶水平鋼絲繩的跨距。計算公式 (1)如下。水平張力斤-一半半垂直張力匕-%廠“十 °最大的張

6、力丁2小，跳孚+投)安全系數取1夕按電力建設安全二作規程)鋼絲繩選用條件:Tmat(kg T (kg)一鋼絲繩的最大張力,單位k1工、鋼絲繩的許用張力，單位kg,無3k鋼絲繩的垂度，單位TD,Q一 鋼絲繩上的負荷,個人的重量按100kg計算，包括服裝及物品等：4 .根據以上鋼絲繩的選用計算步驟，選擇幾種跨距和集中載荷的實例如下表 (鋼絲繩的抗拉強度1400Mpa為例。表I：鋼絲繩6X37+1 613,各種跨距、負荷時的及T細)泊至,我, 1/1L t里)Q(kg)：T： 次式力(kg)安全系數 K0.1321003815147200146. 671001004925147200140. 132

7、200759514720014表2：鋼絲繩6X37-1-*19.5,各種跨£鼠 負荷時的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:鋼絲繩6X37+1-<521.5.各種弩跖、負荷時的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4二鋼絲繩6X37+1-由24,各種跨距、負荷時的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通過以上表1至表4第三行，我們可以看到，每一種規格的水平安全純當 Q增加 1個人的重量時，即便在跨距為2米的情況下，水平安全繩的內力就超過許用的 拉力T,處于不安全狀態。5 .水平安全繩的使用條件5.1 扣掛安

9、全帶的方式扣掛安全帶時，不能直接用安全帶的金屬鉤直接扣掛在水 平純上，防止金屬鉤與水平純沖擊造成鋼絲繩局部受尖角接觸，受力過大的破壞，必須采用U型卡環，作為安全帶金屬鉤與水平鋼絲繩的過渡。同理，也不能用安全帶繩子部分與水平安全繩相扣，防止純股中的細絲相互彎曲過大套接后受力斷 裂。5.2 兩端固定的方式5.2.1 水平安全繩兩端采用純卡固定時，繩卡的數量必須按電力建設安全規程 中表10.5.1-2的要求設置。繩卡間距不得小于鋼絲繩直徑的6倍。表1051-2鋼絲繩端部固定目繩卡的數量鋼絲繩直徑mm7-18 19-27 2S-37 38-45繩卡的數量個 345 65.2.2 兩端以鋼架立柱作為固定

10、點時，繩與立柱之間要墊物，以防繩的磨損。如 果以鋼架連接孔連接時，應采用足夠強度的卡環或連接銷連接。5.2.3 每一條水平安全繩要獨立設置。不得因為長度不夠采用純卡搭接，或相互 套掛連接。5.2.4 水平安全繩一端與卡環連接固定時，繩端環眼要有套環。以防鋼絲繩過度 彎曲和磨損。5.2.5 如果某一條水平安全純（簡稱 A純）的一端需要固定在另一條水平安全純 （簡稱B純）。那么B純承受的負荷要加上A純的最大張力，核算B純的最大張力是否符合許用張力。如果在許用范圍內，A、B純連接時必須采用U型卡環。A純的端頭與U型卡環連接應有純眼。5.2.6 每一條鉤掛安全帶水平鋼絲繩應有標識。根據計算荷載，必須明顯標識允 許同時吊掛幾個人作業。嚴禁超荷載使用。5.2.7 卡環的選用可按卡環的許用負荷及結構選用。即首先考慮許用拉力，然后 要考慮卡環的直環內部尺寸，可以放進水平安全純。推薦的鋼絲繩上個人扣掛安 全帶選用卡環如下表：水平安全繩直徑 中13 中25 中21,5<524卡環埼子直徑d1() 16 16 20卡環直環內尺寸B16 24 24 326 .結論：以鋼絲繩作為扣掛安全帶的軟梁，對于構架尚未完善的施工環境，是一個簡 便的方法，但是要充分認識和保證水平安全繩的抗拉強度在許用范圍內，以及保證水平純兩端的固定方式、安全帶扣掛在水平安全繩上的方式均在控制