南宫28(中国)官方网站

行業技術

不鏽鋼內襯固定式複合管工業防護欄杆

發佈時間:2020-03-28 17:22:21  瀏覽量:2525

  本標準是為固定式工業防護欄杆的設計、製作和安裝提供主要技術依據,以保證勞動者的安全。

  本標準適用於一般工業企業中的平台、人行通道、升降口等有跌落危險的場所,不適用於船舶和民用建築。

  1定義

  1.1固定式工業防護欄杆:沿平台等場所敞開邊緣固定安裝的防護裝置(如圖)。

  1.2立柱:欄杆的垂直構件。

  1.3扶手:固定於立柱上端的防護構件。

  1. 4橫杆:固定於立柱中部的連接構件。

  1.5擋板:固定於立柱下部的防護板。

  2技術要求

  2. 1防護欄杆的高度不得低於1050mm,在疏散通道等特殊危險場所的防護欄杆可適當加高,但不應超過1200mm。

  2.2欄杆的全部構件採用性能不低於 A3F的鋼材製作。

  2.3欄杆的結構座全部採用焊接,焊接要求應符合《鋼結構焊接規範》。當不便焊接時也可用螺栓連接,但須保證結構強度。

  2.4所有構件表面應光滑、無毛刺,安裝後不應有歪斜、扭曲、變形及其他缺陷。

  2.5立按和扶手宜採用外徑φ33.5mm的鋼管或50×4角鋼,立柱間距不得大於1000mm。

  2.6橫杆採用不小於30×4扁鋼或φ16圓鋼。橫杆與上下構件的間距不得大於380mm。

  2.7擋板採用不小於100×3扇鋼。

  2.8室外欄杆的擋板與平台面的間隙宜為10mm,室內不宜留間隙。

  2.9欄杆端部須設置立校或與建築物牢固連接。

  2.10欄杆須塗防鏽漆。並按 GB2894-82《安全標誌》塗表面漆。

  3強度檢驗

  欄杆整體組裝後,在所有相鄰兩根立往間的扶手中點處,從水乎方向垂直施加50kg/m的荷載,持續2min,卸載後不得有損壞和變形,

  4標記

  欄杆型號表示法:

  標記示例:LG-1050

  表示高度為1050mm的防護欄杆。

  -《固定式工業防護欄杆》編制說明

  一、編制過程

  《固定式工業防護欄杆》國家標準,是原國家勞動總局委託吉林省勞動保護科學研究所制訂的。接受任務後,南宫28對國內工業欄杆的使用情況進行了**調查,並收集了有關的國內外資料,經過了一系列的實驗、研究和測試,編寫了《固定式工業防護欄杆》國家標準。

  二、編寫標準的目的及意義

  欄杆在工業生產中是應用廣泛但又簡單、基本的安全防護設施。在工廠或礦山中到處可見。但我國工業使用的防護欄杆,一直沒有一個統一的國家標準。所以,在使用過程中,因高度不夠或強度不夠以及其它原因,造成了一些傷亡事故和不應有的損失。為此,本標準結合生產實際以人機工程學為基礎,從安全生產的角度出發,確定欄杆的基本尺寸數據,作為各工業企業部門統一的防護欄杆標準。

  三、制定一個什麼樣的標準

  通過對國內外防護欄杆使用情況的具體分析,南宫28認為:對於防護欄杆,只作高度、扶手尺寸等參數的規定為好。這是因為不管欄杆用於什麼行業,都是為了預防人員從高處跌落,所以關鍵的問題是欄杆的高度和強度。因此,南宫28決定抓住實質,對細節不作詳細的規定,不過多考慮特殊情況,制訂一個各行業通用的欄杆標準。

  四、確定主要參數尺寸的依據

  1.防護欄杆高度的確定

  設置防護欄杆的目的,特別是高處平台上的防護欄杆,在於防止人體從高處墜落事故的發生。它的高度是與人體身高的數值密切相關的。它要求站在欄杆內側的人體意外向外傾斜時,能有效的發揮保護作用,不發生墜落。顯然,欄杆的低高度須超過人體站立時的重心高度,否則,就起不到保護作用。可見,人體身高的測量數據就是設計欄杆高度的基礎數據。南宫28在確定這一數據的時候,避免了不必要的大規模的人體測量工作,而着重搜集、借用了國內現有的人體測量數據。考慮到登高作業主要是正常男性工人進行,女工較少,而且男性身高大於女性身高,因此,在欄杆標準設計中採用男性身高值是比較妥善的。現將國內在建築、服裝、家具、空軍、體育和中國科學院古脊椎動物古人類研究所與北京勞動保護研究所等單位對有關人體身高的測量數據列入表1。

  對表1中數據進行分析比較後,南宫28選用了1980年中國科學院古脊椎動物古人類研究所與北京勞保所聯合測定,經中國科學院應用數學研究所處理的我國14個省的人體測量數據。這組數據是近年來新的數據,樣本大,測量的地區廣泛,特別是包括了朝、蒙、維、回、藏、彝、壯等較多的少數民族,能較好的代表我國人群的特點。

  在人體重心高度與身高的比例問題上,到目前,南宫28還未看到國內有關這方面的材料。那麼借用國外的研究成果是否可行呢?從資料中看到,歐美人的身材比較高大,其體形特點是長四肢短軀幹型。和我國人的特點相差較大。而日本人身高的均值為1656mm,和我國人身高的均值1656.03mm很相近,只差0.03mm,而且同屬於長軀幹短四肢的亞洲型人種。這樣在考慮我國人體重心高度時供用日本人體重心高度與身高的比例關係是完全可行的。因此,南宫28採用了日本松井秀治著的《運動と身體の重心》一文中所介紹的資料,男性的全身重心從頭頂計算位於身長的46%處,換算成 人體直立狀態時的重心高度是身高的54%、以此計算我國男人直立狀態時的重心高度:

  取平均身高+3倍標準差得身高值:

  1656.03+3×61.57=1840.74mm

  則重心高度為1840.74×54%=993.9996≈994mm

  穿鞋後的重心高度:994+20=1014mm。

  從統計學的角度看,此值已代表了我國99.73%的男人的重心高度。所以,防護欄杆的高度須大了1014mm。此外考慮到人在欄杆附近走動或待杆行走姿勢時,在某種程度上提高了人體的重心高度。因此對高處作業的防護欄杆的低安全高度確定為1050mm。

  考慮到高空作業必然造成 人的心理狀態的改變。特別是缺乏鍛煉者,在登高作業時,常常引起精神緊張,甚至產生恐懼心理,而造成不安全因素。如適當提高防護欄杆高度將會增加人們心理的安全感。因此,對於超過三級作業高度等特殊危險的場所,可在欄杆低安金高度的基礎上適當加高,但不宜超過1200mm。因為南宫28在作隨着工作高度的增加人們要求防護欄稈高度的心理和生理指標的實驗過程中,發現受試者對超過1200mm後欄杆高度增加的主觀感覺差異不大。

  2.扶手外徑的確定

  欄杆上部扶手的外徑應採用人手握力量大的外徑。在日本「人間工學船裝技術基準」中所應用和介紹的日本手握柄的力量大時的外徑為30~40mm,佳值是34mm。南宫28採用了這個尺寸以保證人在高空平台上手握扶手時的舒適感和安全感。因此,扶手外徑確定為33.5mm(公稱直徑為「1」)鋼管為理想。

  3.鋼欄杆允許強度值的確定

  對防護欄杆水平橫向的承載能力搜集到的國內外資料來看多少有些差異。? 美國標準中規定欄杆頂部水平負載為34kg/m,末端立樁頂部應能承受90.72kg/m的負載。

  日本工業標準中規定欄杆頂部橫向承載50kg/m。

  法國對人流集中場所的欄杆規定水平推力為80kg/m。

  我國《工業與民用建築結構荷載規範》(TJ9-74)中規定樓梯看台,陽台和上人的平頂屋面等的欄杆水平載荷應按所屬房屋分別採用:

  住宅、宿舍、辦公室、旅館 ................................50kg/m;

  學校、劇場、商店、體育場 …………………………………………100kg/m。

  綜上所述考慮到工業平台上的人流並不集中,並根據機械設計手冊中介紹的人的大推、拉作用是30kg和38kg,本標準對防護欄杆的承載能力遵循國家《工業與民用建築結構荷載規範》中規定的50kg/m這一強度值。

  4.立柱、橫杆間隙的確定

  (1)立柱間距

  由防護欄杆整體受力來確定立技間距是一個比較複雜的問題,對這個問題南宫28請教了吉林工學院材力教研室的老師和吉林省建築設計院的同志,他們的意見是:由於防護欄杆要求的精度不高,可用簡單的方法近似計算。因欄杆的主要承重構件就是立柱,若立柱能滿足已確定的50kg/m的強度要求即可。

  目前,國內外常用的立柱間距是:900、1000、1200mm。立柱間距與欄杆材質有很大關係,這裏南宫28就接已確定的材料和強度值來確定這一數據。

  由於防護欄杆在起作用時都是局部受力。因此南宫28取一段(兩個立柱間距)欄杆進行計算,以材料為A3F的鋼管欄杆為例:

  立柱間距為900mm時因強度值是50kg/m,所以這段欄杆上應承受90kg,按不利的集中荷載計算,每根立柱平均承載30kg,由彎曲強度公式:

  σ= M/W = PL/W = 30×105/2.45 = 1285kg.m*2*<[σ]

  同理:

  立柱間距為1000mm時,

  M/w = 33.5×105/2.45 = 1427kg/m*2*[σ] 立柱間距為1200mm時,

  M/W = 40×105/2.45 = 1714kg/m*2*[σ] 由計算南宫28不難看出既安全又經濟的數值是1000mm,確定該值為立柱的間距值還有另一個原因,就是這一值與國際標準 ISO3674-1976《造船--內河船--甲板欄杆》中規定的立柱間距相吻合。除理論計算外,南宫28又通過強度試驗對這一數值進行了驗證,完全滿足安全要求。

  (2)橫杆間隙

  參考1966年關於滿載吃水線的國際條約(INTERNATIONAL CONVENTION ON LOAD LINES1966)的第25條「船員防護」中對欄杆、橫杆間隙的規定。把該規定簡略成下圖所示:

  此規定是對船上的欄杆所做的要求,它在有效防護船員安全方面考慮的很周密。低層隔欄與甲板距離不大於23Omm是考慮到船員在甲板上滑倒時也不至於從欄杆下邊滾落海中。這對在高處平台作業的人員也適用。南宫28決定本標準的橫杆間隙參照該規定,橫杆間隙大不應超過380mm。對於防護欄杆的底部,為防止人員或物料滑落,增設了100mm高的防護擋板。對高的1200mm的防護欄杆底部間隙就由380mm減少到280mm,雖然已比條約的規定大一些,但防護擋板彌補了這一不足。我國的男女平均肩寬都在400mm左右,胸廓前後徑是200mm,存取動作時的低身高是800mm,由此看來,南宫28確定的防護欄杆間隙,若不是人為有意識的往外鑽的話,人無論是站立、下蹲、還是發生意外情況時都不可能從防護欄杆的間隙中漏出去。

  另外,考慮到室外平台上的流水問題,本標準中還規定室外平台的防護板與平台面留有10mm的間隙。

  五、實驗及分析

  在已固定好的防護欄杆試件的兩根立柱間的扶手上橫向施加試驗荷載,2min後卸載觀察其結構變化及變形。

  加載順序:20、50、80、100、200kg/m。

  實測結果與理論計算值整理見表2:(理論計算值公式見附錄2)

  1.承載能力

  根據實驗情況,設計荷載是50kg/m,實際實驗加至200kg/m時欄杆才出現變形1mm,卸載後沒有破壞現象。這說明欄杆的水平承載能力距欄杆破壞還有很大潛力,安全係數大於4。

  2.變形

  各試驗階段的實測值與理論計算值相比較均未超過理論計算值。從實測記錄上看,隨着載荷量的增加變形量增加,但卸載後立刻恢復原狀,這說明欄杆一直處在彈性變形階段。由此可以肯定欄\杆有足夠的安全度。

  六、其他

  各行業根據其生產的不同特點在本標準的基礎上增加防護措施,應該認為是合理的。

  以上是工業防護欄杆的編制說明,由於南宫28在制訂安全標準方面缺少經驗,對於一些問題還考慮的不夠周到,有待補充和修訂。

  附錄 1

  防護欄杆的國內外情況

  一、國內情況

  對防護欄杆,建國後早的文字材料是56年國務院通過的《工廠安全衛生規程》中第十一條:「升降口和走台應設圍欄,走台欄杆高度不能低於一公尺。」除此以外一機部、六機部、建工部、冶金部均頒佈過部頒標準。南宫28在調研中許多單位對防護欄杆的高度說法不一,沒有做過強度試驗或沒有確切的數據,都希望有一個具體的指導性文件。

  二、國外情況

  從搜集到的資料看,目前世界上制定了欄杆安全標準的國家有:美國、聯邦德國、日本、挪威、瑞典,這些標準都在隨着生產的發展和科學研究的深入,不斷的充實修訂。