GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》標準解讀

徐 偉 羅 原 藺鴻達 紀 兵 張毅玨

國家客運架空索道安全監(jiān)督檢驗中心 北京 100007

0 引言

GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》是當前客運架空索道領域唯一的一個強制性國家標準，是客運索道行業(yè)相關法律、行政法規(guī)、部門規(guī)章、安全技術(shù)規(guī)范重要的技術(shù)基礎，是所有標準中的核心標準，支撐著各項法規(guī)和政府安全監(jiān)管措施與制度的實現(xiàn)。該標準發(fā)布和實施以來，促進了客運索道行業(yè)的技術(shù)進步、提高了索道設備的安全水平，規(guī)范了客運架空索道的設計、制造、安裝、檢驗、使用與管理行為，是每一個客運索道的從業(yè)者都必須熟悉并遵守的技術(shù)準則。

GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》在GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》的基礎上對整體框架結(jié)構(gòu)進行了小幅調(diào)整，根據(jù)我國客運架空索道快速發(fā)展的現(xiàn)狀增加了一些技術(shù)內(nèi)容，優(yōu)化修訂了部分參數(shù)，細化了技術(shù)要求，提高了安全準入門檻。為了使相關人員更好地了解、更準確地把握和使用該標準，本文對GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》的主要修訂內(nèi)容進行分析解讀。

1 發(fā)展歷程

1991年2月首次發(fā)布的GB 12352—1990《客運架空索道安全規(guī)范》是中國客運架空索道的首部規(guī)范，規(guī)定了客運架空索道設計、制造、檢驗、使用最基本的安全要求。由于歷史的原因，這部規(guī)范未對客運架空索道的安裝提出技術(shù)要求，對設計和制造方面的要求也沒有細化，只是后來為了彌補安全規(guī)范在設計制造方面要求不足的問題，又先后制定發(fā)布了3個設計規(guī)范：GB/T 13676—1992《雙線往復式客運架空索道設計規(guī)范》、GB/T 13677—1992《單線固定抱索器客運架空索道設計規(guī)范》、GB/T 13678—1992《單線脫掛抱索器客運架空索道設計規(guī)范》。這3個設計規(guī)范成為GB 12352—1990《客運架空索道安全規(guī)范》的重要補充。

2007年8月，GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》發(fā)布，該版標準將GB 12352—1990《客運架空索道安全規(guī)范》和GB/T 13676—1992《雙線往復式客運架空索道設計規(guī)范》、GB/T 13677—1992《單線固定抱索器客運架空索道設計規(guī)范》、GB/T 13678—1992《單線脫掛抱索器客運架空索道設計規(guī)范》進行了合并，內(nèi)容大量增加，范圍進行了擴大。如增加了安裝、試車、維護和管理的要求，并且吸收參考了歐盟EN標準的部分條款和技術(shù)內(nèi)容。GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》的頒布實施為TSG S1001—2008《客運索道設計文件鑒定規(guī)則》[1]等一系列客運索道安全技術(shù)規(guī)范的制定發(fā)布奠定了技術(shù)基礎，而不足之處是對客運架空索道各部件的制造只提出了一部分原則要求，沒有將內(nèi)容進一步細化。

2018年12月1日，GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》發(fā)布實施，本版標準優(yōu)化修改了部分內(nèi)容和參數(shù)，增加了新型式、新材料、新結(jié)構(gòu)、新計算的要求，并力求與歐盟EN標準以及TSG S7001—2013《客運索道監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則》[2]等安全技術(shù)規(guī)范一致，整體上提高了安全要求，滿足了和諧社會發(fā)展的需要，在內(nèi)容和參數(shù)的設置和選擇上更適合我國國情，成為中國客運索道安全節(jié)能發(fā)展的先進技術(shù)標準。

2 修訂原則

GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》的修訂，秉承以下原則。

1）繼承和發(fā)展的原則 GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》使用了11 a，保證了客運架空索道行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，很多內(nèi)容是有效的。GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》在GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》原有基礎上持續(xù)改進以及優(yōu)化，保留了絕大部分內(nèi)容，對部分內(nèi)容細節(jié)進行了修改。

2）事故與問題導向的原則 近年來客運架空索道發(fā)生了一些事故，在檢驗檢測中也發(fā)現(xiàn)了很多的問題，本次修訂以事故和問題作為導向，分析原因，有針對性地增設相應條款和技術(shù)內(nèi)容。

3）安全第一的原則 所有的內(nèi)容必須把安全放在首位。

4）理論和數(shù)據(jù)支撐的原則 修訂的內(nèi)容進行充分的調(diào)研和論證，要有相應的理論和數(shù)據(jù)的支持或是科研成果的成熟應用。

5）與國際標準接軌的原則 借鑒吸收歐美發(fā)達國家客運架空索道先進標準的技術(shù)內(nèi)容，對部分技術(shù)參數(shù)進行試驗驗證，按照我國國情進行適當調(diào)整，保持標準的先進性。

6）協(xié)調(diào)原則 結(jié)合已形成的客運索道標準體系，調(diào)整本標準的架構(gòu)和內(nèi)容，協(xié)調(diào)好與客運索道標準體系中其他標準的關系。

3 主要修訂內(nèi)容

GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》主要修訂內(nèi)容如表1所示，涉及鋼絲繩、站內(nèi)機械設備、站房、線路設施、運載工具、電氣設備、安裝、試車和運營等10個章節(jié)、51項內(nèi)容，總計有115個條款進行了修改。由于文章篇幅所限，選擇幾項較為重要的內(nèi)容進行分析解讀。

表1 主要修訂內(nèi)容

3.1 風載荷

3.1.1 標準的內(nèi)容

1）線路受力計算、跨距小于400 m的索距和鋼絲繩橫向偏擺量校核時，運行狀態(tài)的風載荷q為0.25 kN/m2。

2）跨距大于400 m的索距和鋼絲繩橫向偏擺量校核時，運行狀態(tài)的風載荷按標準規(guī)定的換算公式進行折算[3]。如400 m跨距時，q的折算值為0.20 kN/m2；600 m跨距時，q的折算值為0.13 kN/m2。

3）停運狀態(tài)q為0.8 kN/m2。

3.1.2 解讀

1）伯努利方程為[4]

根據(jù)式（1）所示風載荷q與風速的關系可表示為

式中：p、ρ、v分別為空氣的靜壓強、密度和速度，g為重力加速度，h為鉛垂高度，C為常量。

空氣的密度可根據(jù)當?shù)睾０胃叨冉乒浪銥?/p>

式中：H為索道場地的海拔高度。

當內(nèi)陸平原地區(qū)海拔高度低于100 m時，式（2）可以簡化為近似計算公式

將跨距為600 m、400 m、小于400 m的運行狀態(tài)風載荷數(shù)值代入式（4）中，得到表2的計算結(jié)果，根據(jù)氣象風級表[5]可以大致認為，一般的客運索道，400～600 m的大跨運行時最大可以承受7級疾風，小于400 m的跨運行時最大可以承受8級大風。山區(qū)建設的索道，隨著海拔高度的增加，抗風性略有提高。我國大部分客運索道的使用維護說明書中都有“風速超過7級應停止使用”的要求。

表2 風載荷與風速換算結(jié)果表

2）通過對多家索道公司線路監(jiān)控視頻的研究表明，當風速超過17.1 m/s的7級疾風上限時，單線循環(huán)式索道部分區(qū)域的吊具擺動幅度較大，進入支架前最大橫向擺動角達到0.30 ～0.34 rad，幾乎貼著托壓索輪組、走臺和立柱的外輪廓線通過支架。

客運索道的運載索采用的是股式結(jié)構(gòu)的同向捻鋼絲繩，捻角和張力的存在使鋼絲繩內(nèi)部存在扭矩。由于吊具是通過抱索器夾緊在鋼絲繩上的，當?shù)蹙哂捎陲L載荷的作用產(chǎn)生橫向偏擺的方向與繩內(nèi)旋轉(zhuǎn)扭矩的方向一致時，將會疊加扭轉(zhuǎn)趨勢，吊具的擺幅會進一步加大。另外，大風除了造成可能的脫索事故外，更大的風險在于吊桿碰撞捕捉器和脫掛抱索器的行走輪撞擊索輪的側(cè)板，最近幾年已有數(shù)起撞擊事故，最終導致抱索器鉗口打開，吊具順著運載索滑移，撞擊線路上的其他吊具或者直接墜落。

3）由于大部分客運架空索道是按標準的規(guī)定值進行設計校核的，故使用中應避免超過標準規(guī)定的風載荷和風速運行。當風速超過17.1 m/s的7級疾風時，應立刻報警減速至停車，防止吊具撞擊支架設施，待風力下降時再啟動運行。

4）目前，索道一般只在沿線路風力最大處裝設風速儀，缺少大跨支架的風力監(jiān)控。建議每一個400 m以上大跨的支架都安裝與控制系統(tǒng)聯(lián)鎖的風速儀和遠程視頻監(jiān)控攝像設備，并增設鋼絲繩位置監(jiān)測報警裝置，嚴防大風脫索。

5）停運狀態(tài)風載荷q為0.8 kN/m2，根據(jù)式（4）計算得到風速為36 m/s，相當于停運時客運架空索道最大可以承受12級的颶風。

通過查閱各地的氣象資料可知最近30年我國沿海地區(qū)超過36 m/s的臺風登陸次數(shù)平均為4次/年，臺風登陸時，中心附近最大風速可達60 m/s。所以在沿海、跨海、島嶼上設計建設客運架空索道時，風載荷除了按照本標準的要求進行取值外，還應查詢當?shù)貧庀筚Y料，按常年風力數(shù)據(jù)和臺風情況對風載荷的取值進行必要的修正，以滿足正常運行和停運時的安全需要。

6）運行狀態(tài)時風載荷q的取值與歐盟EN標準相同。俄羅斯的索道標準《客運架空與拖牽索道安全運營裝置規(guī)則》規(guī)定：單線索道限制在風速15 m/s以下運行；雙線索道限制在風速20 m/s以下運行，這與GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》要求也基本一致。

3.2 吊椅

3.2.1 標準的內(nèi)容

1）無人通行的地區(qū)或禁止通行的隔離地帶，滿載吊椅的最低點與地面之間的最小距離為2 m；旅游用吊椅索道，允許的線路最大離地距離為15 m。

2）吊椅式滑雪索道的單個吊椅最大載客人數(shù)為6人。吊椅式非滑雪索道的單個吊椅最大載客人數(shù)為2人。

3）固定抱索器雙人吊椅式滑雪索道最大運行速度為2 m/s；四人吊椅式最大1.8 m/s；六人吊椅式最大為1.5 m/s；雙人吊椅式非滑雪索道最大1.25 m/s。

4）固定抱索器吊椅式滑雪索道吊椅之間的最小間隔時間為7 s。

5）護欄不應有大的缺口，座椅上一個直徑0.25 m的球不能從吊椅上掉下去，護欄在關閉的位置與座椅面的距離不小于0.2 m。

3.2.2 解讀

1）近十年來，吊椅索道事故在索道全部事故中的比例一直較高，尤其是固定抱索器吊椅索道，因其站內(nèi)上車速度較高且護欄可以自由打開，導致出現(xiàn)線路墜落、上下車摔傷、護欄傷害三大類事故。如何提高吊椅索道的安全性，成為GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》修訂的重要任務。

2）最小離地距離從GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》中的1 m修訂為2 m。主要有3個原因：①防止座椅上的游客由于座椅離地距離較小，輕易克服恐高情緒，產(chǎn)生跳下的沖動；②防止地面上個別游客輕易抓住吊椅攀爬；③線路上下方某些區(qū)域留有平臺，當無人看管、標示不清時，座椅離地太低容易使人產(chǎn)生下車的誤判。另外，為了降低線路救援難度，旅游用吊椅索道最大離地距離不再允許局部地段可以達到25 m。

3）圖1所示為客運索道2019年責任保險事故的統(tǒng)計，一年來上下車引起的傷害事故占全部事故的50%左右。

圖1 2019年客運索道責任保險事故統(tǒng)計

為了進一步遏制上下車事故的高發(fā)，GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》進行了3項修訂：①對吊椅乘坐人數(shù)進行限制，非滑雪索道只允許2人乘坐，因非滑雪索道的乘客下車時需要向側(cè)前方跳下，乘坐人數(shù)超過2人時，中間乘坐的人需要躲避快速前進的吊椅從而更容易碰傷和摔倒?；┧鞯老拗?人乘坐，滑雪者穿雪板下車后，由于站臺的雪面上有11e～ 22e的滑行坡度，可以順利離開，故相比較非滑雪吊椅索道允許乘坐更多的人；②降低運行速度，在2007年版的基礎上降低17%～25%；③吊椅式滑雪索道吊椅之間的最小間隔時間從6 s增至7 s。以上3項修訂可以提高吊椅在站內(nèi)運行的穩(wěn)定性，放慢上下車節(jié)奏，便于上下車服務和管理，減少磕碰和摔傷等事故的發(fā)生，提高站臺的安全性。

4）護欄關閉時與座椅面的距離不小于0.2 m的要求能夠防止欄桿砸傷或擠傷雙腿；直徑0.25 m的球在任何方向和任何位置都不允許從圍欄下方掉下去的要求可以防止乘客向下滑落，如圖2所示。

圖2 吊椅護欄與椅面間距

2018年10月12日，國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布68號文，要求在每名乘客兩腿中間位置安裝豎向阻擋裝置，這一措施可以進一步防止乘客尤其是少年兒童滑出吊椅，提高了吊椅的本質(zhì)安全。

5）吊椅索道的使用單位應樹立防范意識，制定站臺運營規(guī)定和應急處理預案，增派服務人員，調(diào)整減速和停車按鈕位置，根據(jù)上下車情況隨時減速或停車。

3.3 鋼絲繩的報廢規(guī)定

3.3.1 標準的內(nèi)容

鋼絲繩的報廢應符合GB/T 9075—2008《索道用鋼絲繩檢驗和報廢規(guī)范》。

3.3.2 解讀

1）GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》刪除了GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》“4.5鋼絲繩的報廢”一章，不再直接規(guī)定鋼絲繩報廢條件，目的是防止索道的一項技術(shù)要求有多個不同的標準進行重復規(guī)定，保持本標準和客運索道其他標準良好的協(xié)調(diào)關系，保證行業(yè)內(nèi)規(guī)范的一致性。

2）按照本標準的要求，今后鋼絲繩編接的時候，除了注意編接插入點直徑增大量以外，還要注意編接區(qū)直徑縮小和插入點之間直徑增大的要求。GB/T 9075—2008《索道用鋼絲繩檢驗和報廢規(guī)范》規(guī)定：鋼絲繩編接后，編接區(qū)直徑小于鋼絲繩公稱直徑的90%應報廢；相鄰2個編接插入點之間直徑增大量不應超過鋼絲繩實際直徑的5%。

3）中國與其他國家客運索道鋼絲繩報廢標準的對比如表3所示，表中d為鋼絲繩直徑。從表3數(shù)據(jù)可知，中國的報廢要求最嚴格。

表3 各國客運索道鋼絲繩報廢標準

3.4 張緊裝置的行程

3.4.1 標準的內(nèi)容

計算張緊裝置的總行程中由于溫差而引起的變化值時，溫差取30 ℃；計算總行程中鋼絲繩的永久伸長值時，取運載索和牽引索長度的1.0 ‰。

3.4.2 解讀

隨著循環(huán)式脫掛抱索器索道的線路越來越長，按照GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》計算的張緊行程也越來越大，有的超過8 m，造成站房過長或重錘井過深，而且張緊裝置液壓缸等設備的設計制造也非常困難。雖然液壓錨固張緊技術(shù)可以解決大行程問題[6]，但經(jīng)過近10年的現(xiàn)場觀察，許多索道張緊裝置的實際行程與計算行程存在一定誤差，所以有必要對張緊行程的各項組成展開分析，調(diào)整計算公式。

1）溫差

①GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》規(guī)定計算張緊行程時，溫差應按照60 ℃進行計算，GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》規(guī)定溫差按照30 ℃進行計算。

②查閱1991年～2020年間的中國氣象數(shù)據(jù)，晝夜最大溫差一般發(fā)生在4月份，最大值為30 ℃左右，例如2019年4月，甘肅皋蘭溫差31 ℃，陜西延長創(chuàng)全國最大溫差31.9 ℃。

③全國各地全年平均氣溫的最大溫差一般在20℃～40 ℃之間，如溫差最大的烏魯木齊為40.7 ℃，客運索道數(shù)量最多的3個省和直轄市中，河北為31 ℃、北京為34 ℃、四川為26 ℃。

④無論從晝夜溫差還是全年平均最大溫差來看，30 ℃溫差取值的修訂更適合我國國情，更符合中國實際情況。

2）永久伸長

GB 12352—2007《客運架空索道安全規(guī)范》規(guī)定計算運載索和牽引索永久伸長時，按照1.5 伸長率進行計算，GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》規(guī)定按照1.0 進行計算。此修訂源于我國鋼絲繩制造技術(shù)的提高，國內(nèi)鋼絲繩制造企業(yè)近年來追趕國外技術(shù)，研制高性能索道鋼絲繩，繩芯材料采用高分子聚合物，并在數(shù)條索道上進行實際應用研究，運行1 a后，最小伸長率為0.94 ‰，平均為1.17[7]。

3.5 托（壓）索輪內(nèi)側(cè)擋繩板

3.5.1 標準內(nèi)容

1）十托（壓）以上的索輪組除兩端應安裝內(nèi)側(cè)擋繩板外，輪組中間應至少安裝1組內(nèi)側(cè)擋繩板。

2）內(nèi)側(cè)擋繩板應保證在托壓索輪組兩端允許的設計擺動范圍內(nèi)的防脫索功能。

3）輪緣與擋繩板的間距不應大于0.25d或8 mm，d為運載索直徑。

4）擋繩板應采用屈服強度不小于320 N/mm2的低碳鋼材料。輪組中2個索輪的擋繩板連成一體時，擋繩板受鋼絲繩側(cè)向力的設計值根據(jù)輪徑的大小取值范圍為3 500 N至5 000 N；未連成一體時，每個獨立的擋繩板取6 500 N。

3.5.2 解讀

1）圖3所示的十輪托索輪組中左側(cè)為4輪組，右側(cè)為6輪組，分別安裝在不同的托梁上。若兩側(cè)的輪組中心線由于裝配、磨損、變形等原因不在一條直線上時，鋼絲繩容易從沒有擋繩板的中間輪組上向內(nèi)脫索。故本標準要求十托（壓）以上索輪組的中間輪組也應至少安裝1組內(nèi)側(cè)擋繩板。

圖3 10輪托索輪組

2）擋繩板應保證長度上覆蓋整個輪組區(qū)域、高度上超過鋼絲繩疊加抱索器后的最大高度、端部折邊的長度和折角可以順利地導入向內(nèi)跑偏的抱索器，即使在輪組最大傾角處時、出現(xiàn)最大擺動時、輪襯出現(xiàn)最大磨損時或側(cè)板丟失時都能防止鋼絲繩向內(nèi)脫索。

3）如圖4所示，輪緣與擋繩板間距x不應大于0.25d或8 mm。如果間距x過大，達到鋼絲繩直徑的一半以上時，鋼絲繩很容易在巨大的側(cè)向力作用下滑落入擋繩板和側(cè)板之間，如圖5所示。

圖4 托索輪輪緣與擋繩板間距

4）擋繩板在受到鋼絲繩的側(cè)向力之后，必然會產(chǎn)生變形，為了防止過大的變形導致鋼絲繩脫槽后落入擋繩板與側(cè)板之間，擋繩板應保證一定的厚度。

從圖5中看到，擋繩板固定在托索輪軸上，鋼絲繩給擋繩板一個側(cè)向力F，擋繩板的受力狀態(tài)近似認為是一個F力作用在端部的懸臂梁，端部的變形為[8]。

圖5 鋼絲繩脫槽示意圖

式中：F為側(cè)向力，F(xiàn)為6 500 N；l為側(cè)向力F與托索輪軸中心線的距離，一般固定抱索器索道托索輪的直徑為400 mm，故l為200 mm；E為彈性模量，對于低碳鋼，E為200 GPa；I為擋繩板橫截面的慣性矩，由于擋繩板的寬度一般為100 mm，設其厚度為b，則有

當b分別為8 mm、10 mm、12 mm、15 mm時，用式（5）和（6）計算得到上述4種厚度下變形f以及輪緣與擋繩板間距x，如表4所示，其中x=f+8。

表4 輪緣與擋繩板間距x mm

一般固定抱索器索道鋼絲繩平均直徑為36 mm左右，當板厚是8 mm和10 mm時，端部變形量分別為20.31 mm和10.40 mm，加上標準規(guī)定的最大間隙8 mm，輪緣與擋繩板間距將分別達到28.31 mm和18.40 mm，超過了鋼絲繩直徑的一半，鋼絲繩脫槽后落入擋繩板與側(cè)板之間的危險性很大。故固定抱索器索道擋繩板的厚度應大于12 mm。

4 結(jié)語

GB 12352—2018《客運架空索道安全規(guī)范》的修訂發(fā)布極大地完善了客運架空索道全領域的安全要求和技術(shù)內(nèi)容，為全行業(yè)開展相關工作、為相關部門制定監(jiān)管措施制度提供了可靠的技術(shù)依據(jù)，進一步提高了客運架空索道行業(yè)的本質(zhì)安全水平，推動了客運架空索道行業(yè)的整體安全健康發(fā)展。本文對部分修改內(nèi)容的解讀可幫助相關從業(yè)人員深入地理解本標準的要求，更好地在實際工作中貫徹執(zhí)行，并對標準的其他條款起到觸類旁通、舉一反三的作用。