消防梯快速移動裝置及安全掛鉤梯研究

孫春輝 孫春輝 翟小鵬 唐勇

摘要：消防車上攜帶的消防梯多為二節(jié)或三節(jié)拉梯，由于這類消防梯重量達(dá)數(shù)十到上百千克，常需要多名隊員協(xié)力運(yùn)送，占用較多人手和消耗較大體能。針對這些問題，本文提出了一種消防梯快速移動裝置，該裝置可方便的在現(xiàn)役消防梯上加裝，單人即可快速移動運(yùn)送消防梯，同時消防梯可兼作滅火救援器材運(yùn)輸車或充當(dāng)臨時擔(dān)架等，具有較好的越障通行能力和抗側(cè)翻能力，可折疊放置于消防車頂攜行。針對掛鉤梯使用中存在的安全隱患，本文提出一種安全掛鉤梯結(jié)構(gòu)，可安全鉤掛于墻體內(nèi)側(cè)可靠使用，設(shè)置的擊針可擊碎鋼化玻璃實(shí)現(xiàn)高層鉤掛攀爬，在梯上設(shè)置有保險繩，結(jié)合抓繩器等使用可有效防止攀爬墜落傷害。

關(guān)鍵詞：消防;消防梯;快速移動裝置;安全掛鉤梯

1引言

消防梯是消防部隊最常用的器材之一，在登高滅火、翻越障礙、救人等行動中，消防梯具有使用簡單、架設(shè)快速、便于攀爬和下降救人等多方面的優(yōu)點(diǎn)，一般來說具備使用消防梯條件的地方多不會使用消防救援繩替代作業(yè)。消防梯按其材質(zhì)分有木質(zhì)消防梯、竹質(zhì)消防梯、鋼質(zhì)消防梯、鋁合金消防梯、竹木結(jié)合消防梯以及其他材質(zhì)消防梯;按其結(jié)構(gòu)形式可分為單杠梯、掛鉤梯、二節(jié)拉梯、三節(jié)拉梯和其他結(jié)構(gòu)消防梯，其標(biāo)準(zhǔn)工作長度單杠梯為3米，掛鉤梯為4米，二節(jié)拉梯有6米和9米兩種，三節(jié)拉梯有12米和15米兩種，其他結(jié)構(gòu)消防梯為3-15米，整梯質(zhì)量從12kq到120kg不等。此外消防裝備市場還出現(xiàn)了一些多功能消防梯，如南京消防支隊吳小衛(wèi)發(fā)明的“折疊式多功能消防救援梯”，可作為人字梯、單杠梯、掛鉤梯、二節(jié)拉梯使用，同時可作為器材運(yùn)輸車及擔(dān)架運(yùn)輸車使用，體現(xiàn)了其多功能性，不過該梯展開后的最大工作高度為4.2米，可以作為現(xiàn)有消防梯的一種有效補(bǔ)充，而無法替代現(xiàn)有的消防梯。

現(xiàn)有的消防梯功能較為單一，某些使用方式不太適合現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)，使用中缺少安全防護(hù)措施，包括由于消防梯的重量導(dǎo)致的攜行移動等問題，本文提出了一種消防梯快速移動裝置及安全掛鉤梯。

2消防梯快速移動裝置

2.1消防車攜帶的消防梯及使用情況

消防梯一般放置在消防車頂隨車攜帶，為了有足夠的長度適應(yīng)更多的滅火救援任務(wù)，常見攜帶的消防梯多以拉梯為主，例如二節(jié)的6米拉梯、9米拉梯和三節(jié)的12米拉梯、15米拉梯等。由于拉梯的工作長度較長，加上伸縮結(jié)構(gòu)等因素，其重量也一般較大。為了減輕重量，二節(jié)的6米和9米拉梯多為竹梯;而三節(jié)12米和15米拉梯由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求更高，多為鋁合金等材質(zhì)，消防梯標(biāo)準(zhǔn)中，6米拉梯標(biāo)稱重量要求小于35千克，9米拉梯小于53千克，而12米拉梯小于95千克，15米拉梯小于120千克。如此大的重量，導(dǎo)致在運(yùn)送消防梯時極為不便，運(yùn)送過程需要更多的隊員配合肩扛手拾，圖1中二節(jié)拉梯需要兩名隊員運(yùn)送，而三節(jié)拉梯由于重量問題更是需要4-5名隊員配合運(yùn)送，導(dǎo)致以下問題：

（1）隊員運(yùn)送消防梯體能消耗很大。

（2）需要多名隊員協(xié)力配合運(yùn)送，使得現(xiàn)場人手更為緊張。

（3）運(yùn)送消防梯時，無法同時運(yùn)輸消防水帶、空氣呼救器、破拆工具等滅火救援器材，需要更多的人手或人次進(jìn)行運(yùn)輸。

2.2快速移動裝置研究

消防梯運(yùn)送不便主要是由于其本身不帶有用于移動的輪子，而圖1中三節(jié)拉梯末端的兩個輪子是用來在展開拉梯上升時在墻面滾動以減少摩擦力，如果將三節(jié)拉梯前的這兩個輪子用作移動使用，則效果類似于文獻(xiàn)中的方案，但消防梯本身的重量會落在消防員雙臂和肩（用肩帶）上，如果在梯體上運(yùn)載大量器材時，這個負(fù)擔(dān)的重量會更大。故研究一種科學(xué)的快速移動裝置安裝于現(xiàn)有消防梯，一方面可以使消防梯僅由一人即可快速移動，節(jié)省大量的人手和體力，另一方面還可以在消防梯上運(yùn)載滅火救援器材，大大提高滅火救援效率，具有很強(qiáng)的實(shí)戰(zhàn)意義。

快速移動裝置方案的一種思路是設(shè)計為四輪結(jié)構(gòu)，為了便于轉(zhuǎn)向，設(shè)置兩個萬向輪，兩個定向輪，梯體上搭載的器材重量全部由車輪承載，消防員只需推動和轉(zhuǎn)向即可。但這種方案的問題是越障能力和通過能力差，遇到溝、坎等障礙時只能由幾個人抬過去，單人一般無法操作，對于連續(xù)上坡或下坡時，梯體角度只能隨坡度角度變化，可能會導(dǎo)致梯體上運(yùn)輸?shù)钠鞑膬A倒掉落。故該方案的基本設(shè)計原則如下：

（1）具有快速移動消防梯、器材運(yùn)輸和充當(dāng)臨時擔(dān)架的功能。

（2）具有較好地形適應(yīng)性，有一定越障能力、通過能力和抗側(cè)翻能力。

（3）梯體和運(yùn)輸?shù)钠鞑闹亓恐饕沙兄剌嗀?fù)擔(dān)，可靈活推行或拖行。

（4）快速移動裝置可折疊，不影響消防梯在消防車上攜行。

（5）結(jié)構(gòu)簡單，可在現(xiàn)役的多種消防梯上加裝，便于推廣應(yīng)用。

根據(jù)以上原則，調(diào)整消防梯快速移動裝置設(shè)計方案如圖2所示。

在消防梯的重心位置設(shè)置兩個承重輪，承重輪通過可折疊支架夾持固定在消防梯側(cè)板，便于在多種消防梯上加裝。為了提高抗側(cè)翻能力，支架連接承重輪的部分外八字張開，支架可向側(cè)板方向折疊便于收納攜行。在移動消防梯或運(yùn)輸器材、充當(dāng)臨時擔(dān)架時，盡量讓運(yùn)輸?shù)钠鞑幕蛉朔胖玫檬拐囍匦脑诔兄剌單恢闷胶?，或根?jù)隊員的習(xí)慣讓前面略重或后面略重，這樣重量就主要由承重輪承擔(dān)，扶住一端即可推行（或拖行，可加肩帶輔助），由于僅兩個承重輪著地運(yùn)行，故無需萬向輪即可靈活轉(zhuǎn)向。在梯體另一端設(shè)置兩個前置輪，正常運(yùn)輸時，前置輪不著地，當(dāng)遇到有溝、臺階等障礙時，隊員只需讓前置輪部分先越過去，當(dāng)承重輪接近溝、臺階時，只需輕抬梯體，讓已經(jīng)越過去的前置輪部分著地，再進(jìn)一步抬起梯體前向前推行，讓承重輪越過溝以后著地或支撐于臺階，即可越障通行，如圖3所示。當(dāng)梯體上運(yùn)輸?shù)钠鞑牟皇翘貢r單人即可完成越障，負(fù)載重時可由其他隊員輔助抬起一側(cè)，即可快速通過，完成快速移動消防梯、運(yùn)輸滅火救援器材和充當(dāng)臨時擔(dān)架抬人的任務(wù)。

3安全掛鉤梯

3.1消防掛鉤梯現(xiàn)狀

目前，消防部隊配備的掛鉤梯，基本上主要用于比賽和訓(xùn)練，實(shí)戰(zhàn)中很少使用。下面從掛鉤梯的使用狀態(tài)分析其存在的安全問題。

圖4為掛鉤梯掛于幾種窗臺的使用狀態(tài)，第一張圖為鉤掛在“經(jīng)常用于掛鉤梯訓(xùn)練”的木質(zhì)窗臺上，圖上可以看出，木頭由于經(jīng)常被鋸齒卡入已經(jīng)形成鋸齒槽，鋸齒卡入后結(jié)合較為牢固安全，但使用前要注意檢查鋸齒槽木頭是否損壞;第二張圖為鉤掛于“未曾用于掛鉤梯訓(xùn)練”的木質(zhì)窗臺上，其鋸齒僅有齒尖一小點(diǎn)卡入木頭，結(jié)合很不可靠，不建議使用;第三張圖為鉤掛于水泥材質(zhì)窗臺，其鋸齒無法卡入水泥窗臺，導(dǎo)致無法使用;再觀察第四張圖中，掛鉤末端最后一個保護(hù)齒太短，當(dāng)前面的齒滑脫時，不足以防止掛鉤梯掉下去。

從以上使用狀態(tài)分析可以看出，其掛鉤設(shè)計為利用鋸齒卡掛于窗臺面上，當(dāng)窗臺面是水泥、大理石等硬材質(zhì)則無法使用;即使窗臺是木質(zhì)的，鋸齒也不能安全可靠的卡入木質(zhì)窗臺;況且現(xiàn)在正常的窗臺上都是安裝有窗框、窗扇的，由于掛鉤與梯體之間形成的是90度夾角，中間幾個鋸齒會卡在鋁合金、塑鋼或木質(zhì)窗框或窗扇邊框上，這種鉤掛的方式是極不安全的，可能直接導(dǎo)致將窗邊框拉壞、滑脫造成危險。本來一個適合在多層、高層建筑進(jìn)行分級攀爬和下降實(shí)施滅火救援等任務(wù)的輕便利器，由于設(shè)計存在一些安全隱患，加上現(xiàn)代高層建筑的窗戶多安裝有鋼化玻璃等因素，導(dǎo)致掛鉤梯難以施展。

3.2安全掛鉤梯研究

從安全考慮，首先把掛鉤梯的鉤掛對象由窗臺的水平面變?yōu)閮?nèi)側(cè)墻體，基于這個思路，將掛鉤與梯體之間設(shè)計成銳角，使鋸齒避開窗臺上的窗框或窗扇邊框，鋸齒設(shè)計為臺階狀以增加強(qiáng)度，以臺階鋸齒的側(cè)面直接作用于窗臺內(nèi)側(cè)的墻體防止滑脫，掛鉤上設(shè)置多個臺階狀鋸齒適應(yīng)不同厚度的窗臺，如圖5所示。這種設(shè)計的掛鉤梯在使用時，狀鋸齒無需卡入材料中，即使窗臺等采用的是大理石、瓷磚等硬質(zhì)光滑材料，只需伸入牢靠的窗臺、陽臺等處鉤掛住內(nèi)側(cè)墻體即可安全使用。

考慮到墻體內(nèi)側(cè)邊緣有弧度的情況，在掛鉤末端設(shè)計有較長的保護(hù)擋，即使臺階鋸齒滑脫也可由保險擋保護(hù)安全，防止掛鉤梯掉落，進(jìn)一步提高了安全系數(shù)。在掛鉤末端設(shè)置有擊針，便于對鋼化玻璃破拆。

此外，為了防止消防員在使用消防梯過程中從梯上失手墜落，可在消防梯頂部和底部之間設(shè)置一條保險繩，消防員在使用消防梯時，將抓繩器一端連接于保險繩，另一端連接于消防腰帶。當(dāng)消防員在消防梯上以正常速度上升下降執(zhí)行任務(wù)時，抓繩器可沿安全保險繩上下自由活動;當(dāng)消防員在消防梯上攀爬失手滑脫墜落時，抓繩器則會卡在保險繩上，防止消防員繼續(xù)墜落造成危險，此外可在抓繩器與消防腰帶之間串接上吸能緩沖包，以減少墜落對消防員腰部的沖擊傷害。

4結(jié)語

本文分析了消防梯在消防實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中存在的一些問題，針對消防梯在實(shí)戰(zhàn)中運(yùn)送困難等情況，提出了一種消防梯快速移動裝置，可實(shí)現(xiàn)單人運(yùn)送消防梯，并可充當(dāng)運(yùn)輸車運(yùn)送消防水帶、空氣呼救器、破拆工具等滅火救援器材，也可充當(dāng)臨時擔(dān)架車;針對消防掛鉤梯使用中的安全隱患，提出了一種安全掛鉤梯結(jié)構(gòu)設(shè)計。