一種適用于高壓輸電線路的新型防墜腳釘?shù)难兄?/h1>
2024-09-26 00:00:00周永林
機(jī)電信息 2024年18期
摘要：隨著輸電線路檢修工藝的完善，檢修過(guò)程中，對(duì)人員安全的把控要求越來(lái)越高，在日益嚴(yán)峻的安全形勢(shì)背景下，全方位保障人員高空作業(yè)安全成為不可忽視的話題。為保證檢修作業(yè)時(shí)高空作業(yè)人員上下鐵塔安全、便捷，根據(jù)輸電線路相關(guān)規(guī)定，桿塔均應(yīng)安裝腳釘。目前，高壓輸電線路一般采用普通腳釘，普通腳釘結(jié)構(gòu)單一，只提供攀爬功能，不具備防墜及其他功能。為使高空作業(yè)人員沿桿塔腳釘攀爬的過(guò)程中，自身攜帶的雙鉤安全帶與桿塔腳釘產(chǎn)生有效連接，提出了一種適用于高壓輸電線路的新型防墜腳釘，旨在保障人員上下塔的安全性，提升便捷性。
關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;防墜腳釘;雙鉤安全帶;檢修
中圖分類號(hào)：TM08;TM754 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1671-0797（2024）18-0013-03
DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.18.004
0 引言
在輸電線路角鋼塔維護(hù)和檢修過(guò)程中，高空作業(yè)人員面臨著許多類型的安全風(fēng)險(xiǎn)，其中攀登上下桿塔的過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)最大，歷年已出現(xiàn)多次人員傷亡事件。高空作業(yè)人員在上下桿塔過(guò)程中，可能出現(xiàn)打滑、疏忽、磕碰、體力不支等情況，在各類不可預(yù)測(cè)狀況發(fā)生時(shí)，若防墜措施不到位，將產(chǎn)生人人都不愿面對(duì)的后果。
現(xiàn)有防墜落裝置均存在局限性。目前國(guó)內(nèi)有多種登塔防墜裝置，例如防墜軌道、防墜器、防墜繩等，但防墜軌道并沒有大范圍安裝，工作人員在安裝防墜器、防墜繩裝置時(shí)，也需要登塔，第一位登塔作業(yè)的人員同樣存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)[1]。
在桿塔具備防墜軌道、防墜器、防墜繩等設(shè)施的情況下，作業(yè)人員往往僅依靠其中一種設(shè)施的單一防護(hù)能力進(jìn)行登塔，同樣存在一定的安全隱患，一旦防墜措施失效、卡死，人員上下塔作業(yè)時(shí)將失去防護(hù)措施。
目前，各省老舊桿塔占比較大，半數(shù)超高壓線路桿塔沒有安裝防墜軌道，新建輸電線路桿塔也只在桿塔全高達(dá)到一定高度后才進(jìn)行安裝[2]，作業(yè)人員上下桿塔很大程度上依靠腳釘攀爬，即使人員使用雙鉤安全帶，也只能與塔材形成連接，且桿塔某些部位并不適合懸掛雙鉤安全帶，如：橫擔(dān)連接處、塔材較寬或凸出處等（圖1）。人員在高空作業(yè)時(shí)，有可能會(huì)失去雙鉤安全帶保護(hù)，產(chǎn)生極大風(fēng)險(xiǎn)。
1 研制意義及思路
1.1 研制意義
輸電線路腳釘是現(xiàn)有的一種輸電線路桿塔攀登裝置，用于人員上下桿塔檢修、維護(hù)時(shí)，手腳攀登、抓握，適用于鋼管塔、角鋼塔，通常位于桿塔四條塔腿之一，鋼筋制作，由螺栓固定于桿塔主材塔腿上。
由于高壓輸電線路檢修作業(yè)存在桿塔高、環(huán)境區(qū)別大、人員個(gè)體差異等因素，高空登塔作業(yè)時(shí)，若無(wú)保護(hù)攀登，將產(chǎn)生極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，也不符合安規(guī)規(guī)定[3]。對(duì)于高空作業(yè)人員尤其是新參加工作或經(jīng)驗(yàn)缺乏者，設(shè)計(jì)一種防墜落腳釘裝置能夠很好地解決其登塔、下塔過(guò)程中的心理、身體困難，保障人員安全。
1.2 研制思路
1）尋找最適宜的防滑紋路且滿足基本攀登手握能力，具有可靠防滑性能;2）設(shè)計(jì)合理的新型腳釘結(jié)構(gòu)，雙鉤安全帶與腳釘連接部位應(yīng)安全便捷可靠，人員使用方便;3）在塔腿上任意部位作業(yè)時(shí)，工具包或重物也能夠懸掛于腳釘上，且有可靠、便捷的安全措施，避免高空墜物;4）改造后的腳釘不會(huì)對(duì)人員工作習(xí)慣產(chǎn)生影響;5）承載力驗(yàn)算;6）尺寸符合人員手部、足部尺寸，不會(huì)造成安全隱患[4]。
2 新型腳釘各部位設(shè)計(jì)
2.1 傳統(tǒng)腳釘尺寸測(cè)量
經(jīng)過(guò)對(duì)500 kV輸電線路實(shí)地測(cè)量，細(xì)化腳釘參數(shù)，數(shù)據(jù)如表1所示。
測(cè)量后，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)腳釘進(jìn)行模擬圖繪制，如圖2所示，500 kV腳釘平直部分長(zhǎng)度120 mm，彎曲部分尺寸37 mm×35 mm，腳釘截面直徑為14 mm。
2.2 防滑紋路選取
在光圓鋼筋制作而成的腳釘表面打磨一層防滑紋路，參考目前1 000 kV洪臺(tái)一線的桿塔腳釘，腳釘與手腳接觸部分制作交叉紋路，相較于無(wú)紋路腳釘，減少了側(cè)滑，增加了摩擦性，是最優(yōu)選擇的紋路，此設(shè)計(jì)使新型腳釘滿足基本攀登手握能力，具有防滑性能。
2.3 新型腳釘輪廓結(jié)構(gòu)
針對(duì)腳釘結(jié)構(gòu)的選擇，提出三種方案，對(duì)原本腳釘結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，但在外觀上存在一點(diǎn)差異。三種方案簡(jiǎn)介：方案一僅改造腳釘?shù)哪┒?，形成彎鉤狀;方案二在原有腳釘改造腳釘末端的基礎(chǔ)上，附加一個(gè)圓環(huán)，能夠懸掛雙鉤安全帶;方案三在方案二的基礎(chǔ)上，將圓環(huán)改為方環(huán)。最終確定選用方案三，此設(shè)計(jì)使新型腳釘能與雙鉤安全帶進(jìn)行可靠連接，且人員手握、腳踩均不受影響，具有防墜功能。
2.4 尾端掛鉤防脫設(shè)計(jì)
在腳釘末端彎掛鉤處打孔，直徑6 mm（末端掛鉤不受力，打孔不影響腳釘整體承載力），作業(yè)人員隨身攜帶銷釘，當(dāng)有需要時(shí)，將工具包或重物放置于彎鉤內(nèi)側(cè)，插入銷釘，形成穩(wěn)定安全措施，防止工具包或重物墜落。取出工具包或重物時(shí)，需拔出銷釘。銷釘每隔10 m塔高預(yù)留一個(gè)，此設(shè)計(jì)功能完備，不易損，成本很低。
2.5 附加環(huán)設(shè)計(jì)
附加環(huán)最終設(shè)計(jì)尺寸為內(nèi)寬100 mm，高80 mm，方環(huán)可以容納人的腳部踩放、手部抓握，對(duì)初學(xué)登塔作業(yè)者產(chǎn)生極大的助力;解決方環(huán)尺寸過(guò)小的問(wèn)題，使作業(yè)人員也能夠用腳踩，豐富了人員登塔作業(yè)方式，降低了人員體力消耗。
2.6 設(shè)計(jì)詳圖
新型腳釘保留了舊腳釘?shù)膫鹘y(tǒng)攀爬、腳踩功能，增加防滑紋路，使腳釘具有更好的防滑性能;增加下部方環(huán)，作業(yè)人員在登塔、下塔過(guò)程中，自身雙鉤安全帶通過(guò)下部方環(huán)固定連接，隨作業(yè)人員上下交替拆解、固定，形成可靠防墜措施;增加末端彎鉤及銷釘防脫裝置，能夠臨時(shí)鉤掛工具包、重物及各類繩索。新型腳釘設(shè)計(jì)圖如圖3所示。
2.7 實(shí)物制作
進(jìn)行實(shí)物制作加工，實(shí)物尺寸按照?qǐng)D紙執(zhí)行，為HRB400鋼筋材質(zhì)加工，實(shí)物如圖4所示。防墜腳釘制作后重量為1.82 kg，經(jīng)檢驗(yàn)，能夠與雙鉤安全帶可靠連接。在作業(yè)人員登塔、下塔過(guò)程中，防墜安全帶、防墜腳釘靜荷載達(dá)到15 kN，安全帶靜拉力不小于20 kN，裝置已通過(guò)試驗(yàn)荷載100 kg、沖擊距離1 m及沖擊次數(shù)10次的試驗(yàn)。
3 使用方法及效果檢驗(yàn)
1）高空作業(yè)人員在登塔、下塔過(guò)程中，將自身攜帶的雙鉤安全帶與下部方環(huán)連接掛好，隨作業(yè)人員上下交替拆解、固定，形成可靠的防墜措施，達(dá)到預(yù)期效果。
2）新型腳釘末端彎鉤設(shè)置銷釘防脫裝置，銷釘在預(yù)留的孔洞中隨取隨放，末端彎鉤能夠鉤掛工具包及各類重物、繩索。銷釘與彎鉤搭配，組成了一種牢固安全的懸掛系統(tǒng)。
傳統(tǒng)腳釘懸掛雙鉤安全帶及背包情況與新型防墜腳釘懸掛情況對(duì)比如圖5所示。
新型腳釘不改變基本功能，且在桿塔上安裝的間距也不改變，僅改變了結(jié)構(gòu)，增加了功能的同時(shí)，不會(huì)對(duì)人員工作習(xí)慣產(chǎn)生影響，尺寸符合人體手部抓握及足部穿作業(yè)鞋后的尺寸，達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
4 承載力檢驗(yàn)
腳釘鋼材的抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)值，本腳釘結(jié)構(gòu)主要計(jì)算焊縫強(qiáng)度，據(jù)GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[5]，全熔透對(duì)接焊縫或?qū)优c角接組合焊縫應(yīng)按下列公式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：
ρ=N/（lwhe）≤fwt
式中：ρ為對(duì)接焊縫強(qiáng)度計(jì)算值;N為軸心拉力或軸心壓力;lw為焊縫長(zhǎng)度;he為對(duì)接焊縫的計(jì)算厚度，在對(duì)接連接節(jié)點(diǎn)中取連接件的較小厚度，在T形連接節(jié)點(diǎn)中取腹板的厚度;fwt為對(duì)接焊縫的抗拉設(shè)計(jì)值。
所設(shè)計(jì)的腳釘與下部附加方環(huán)焊縫為熔透對(duì)接焊縫，焊條為E43型，主要受拉應(yīng)力，經(jīng)取值，作業(yè)人員體重及腳釘最大瞬時(shí)受力N≤1 961.33 N，lw=16 mm，he=14 mm。
經(jīng)計(jì)算ρ=N/（lwhe）≈8.76 N/mm2，查閱GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[5]，對(duì)接焊縫的抗拉設(shè)計(jì)值fwt=170 N/mm2，得出ρ≤fwt，滿足承載力要求。
5 應(yīng)用效果
新建線路直接采用防墜腳釘即可，對(duì)運(yùn)行線路則需改造、替換原腳釘為防墜腳釘，施工簡(jiǎn)單，無(wú)須停電。腳釘防墜落裝置因其安全易用、簡(jiǎn)單輕便、成本低等特點(diǎn)廣受現(xiàn)場(chǎng)歡迎，較容易在新舊線路上推廣應(yīng)用。
目前，已計(jì)劃在500 kV某158基桿塔上共安裝使用24 834支防墜腳釘，按照每支腳釘批量制作費(fèi)用20元算，需投資49.68萬(wàn)元，每基塔成本3 144元。投資約為導(dǎo)軌式裝置保守平均投資2萬(wàn)元/基的15.72%，相對(duì)導(dǎo)軌式可節(jié)省266.32萬(wàn)元。
若以超高壓公司目前已運(yùn)行的上萬(wàn)基鐵塔計(jì)算，使用導(dǎo)軌式裝置，至少要投資約2億元，而推廣使用腳釘式防墜裝置，總投資約為3千萬(wàn)元，可為公司至少節(jié)省約1.7億元的資金。如推廣到國(guó)網(wǎng)公司、全國(guó)輸電線路，其經(jīng)濟(jì)效益將更加可觀。
6 結(jié)束語(yǔ)
在新建線路中應(yīng)考慮將防墜落腳釘納入線路及桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并共同計(jì)算投資比例。選擇合理的防墜落腳釘裝置不但能有效降低登塔安全風(fēng)險(xiǎn)，提高登塔人員登高安全性，也能有效減輕登塔人員作業(yè)強(qiáng)度。因此，深入研究桿塔防墜落腳釘裝置的優(yōu)化和應(yīng)用，是每一個(gè)輸電線路工作人員應(yīng)該重視的課題。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 彭向陽(yáng)，周華敏，姚森敬.輸電線路桿塔防墜落裝置應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].廣東電力，2010，23（12）：1-7.
[2] 劉寶龍，李昌甫，陸文叁，等.攀登超（特）高壓輸電線路鐵塔方法分析與防墜落措施探究[J].紅水河，2017，36（1）：87-89.
[3] 王偉，王彪，朱金猛，等.輸電線路安全登塔工具的研發(fā)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021（3）：247-248.
[4] 王磊，許建清，金桂如.輸電鐵塔防誤登智能腳釘研究與應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2023（11）：95-97.
[5] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50017—2017[S].
收稿日期：2024-05-20
作者簡(jiǎn)介：周永林（1992—），男，山西太原人，碩士研究生，工程師，從事超、特高壓運(yùn)行維護(hù)工作。
摘要：隨著輸電線路檢修工藝的完善，檢修過(guò)程中，對(duì)人員安全的把控要求越來(lái)越高，在日益嚴(yán)峻的安全形勢(shì)背景下，全方位保障人員高空作業(yè)安全成為不可忽視的話題。為保證檢修作業(yè)時(shí)高空作業(yè)人員上下鐵塔安全、便捷，根據(jù)輸電線路相關(guān)規(guī)定，桿塔均應(yīng)安裝腳釘。目前，高壓輸電線路一般采用普通腳釘，普通腳釘結(jié)構(gòu)單一，只提供攀爬功能，不具備防墜及其他功能。為使高空作業(yè)人員沿桿塔腳釘攀爬的過(guò)程中，自身攜帶的雙鉤安全帶與桿塔腳釘產(chǎn)生有效連接，提出了一種適用于高壓輸電線路的新型防墜腳釘，旨在保障人員上下塔的安全性，提升便捷性。
關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;防墜腳釘;雙鉤安全帶;檢修
中圖分類號(hào)：TM08;TM754 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1671-0797（2024）18-0013-03
DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.18.004
0 引言
在輸電線路角鋼塔維護(hù)和檢修過(guò)程中，高空作業(yè)人員面臨著許多類型的安全風(fēng)險(xiǎn)，其中攀登上下桿塔的過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)最大，歷年已出現(xiàn)多次人員傷亡事件。高空作業(yè)人員在上下桿塔過(guò)程中，可能出現(xiàn)打滑、疏忽、磕碰、體力不支等情況，在各類不可預(yù)測(cè)狀況發(fā)生時(shí)，若防墜措施不到位，將產(chǎn)生人人都不愿面對(duì)的后果。
現(xiàn)有防墜落裝置均存在局限性。目前國(guó)內(nèi)有多種登塔防墜裝置，例如防墜軌道、防墜器、防墜繩等，但防墜軌道并沒有大范圍安裝，工作人員在安裝防墜器、防墜繩裝置時(shí)，也需要登塔，第一位登塔作業(yè)的人員同樣存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)[1]。
在桿塔具備防墜軌道、防墜器、防墜繩等設(shè)施的情況下，作業(yè)人員往往僅依靠其中一種設(shè)施的單一防護(hù)能力進(jìn)行登塔，同樣存在一定的安全隱患，一旦防墜措施失效、卡死，人員上下塔作業(yè)時(shí)將失去防護(hù)措施。
目前，各省老舊桿塔占比較大，半數(shù)超高壓線路桿塔沒有安裝防墜軌道，新建輸電線路桿塔也只在桿塔全高達(dá)到一定高度后才進(jìn)行安裝[2]，作業(yè)人員上下桿塔很大程度上依靠腳釘攀爬，即使人員使用雙鉤安全帶，也只能與塔材形成連接，且桿塔某些部位并不適合懸掛雙鉤安全帶，如：橫擔(dān)連接處、塔材較寬或凸出處等（圖1）。人員在高空作業(yè)時(shí)，有可能會(huì)失去雙鉤安全帶保護(hù)，產(chǎn)生極大風(fēng)險(xiǎn)。
1 研制意義及思路
1.1 研制意義
輸電線路腳釘是現(xiàn)有的一種輸電線路桿塔攀登裝置，用于人員上下桿塔檢修、維護(hù)時(shí)，手腳攀登、抓握，適用于鋼管塔、角鋼塔，通常位于桿塔四條塔腿之一，鋼筋制作，由螺栓固定于桿塔主材塔腿上。
由于高壓輸電線路檢修作業(yè)存在桿塔高、環(huán)境區(qū)別大、人員個(gè)體差異等因素，高空登塔作業(yè)時(shí)，若無(wú)保護(hù)攀登，將產(chǎn)生極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，也不符合安規(guī)規(guī)定[3]。對(duì)于高空作業(yè)人員尤其是新參加工作或經(jīng)驗(yàn)缺乏者，設(shè)計(jì)一種防墜落腳釘裝置能夠很好地解決其登塔、下塔過(guò)程中的心理、身體困難，保障人員安全。
1.2 研制思路
1）尋找最適宜的防滑紋路且滿足基本攀登手握能力，具有可靠防滑性能;2）設(shè)計(jì)合理的新型腳釘結(jié)構(gòu)，雙鉤安全帶與腳釘連接部位應(yīng)安全便捷可靠，人員使用方便;3）在塔腿上任意部位作業(yè)時(shí)，工具包或重物也能夠懸掛于腳釘上，且有可靠、便捷的安全措施，避免高空墜物;4）改造后的腳釘不會(huì)對(duì)人員工作習(xí)慣產(chǎn)生影響;5）承載力驗(yàn)算;6）尺寸符合人員手部、足部尺寸，不會(huì)造成安全隱患[4]。
2 新型腳釘各部位設(shè)計(jì)
2.1 傳統(tǒng)腳釘尺寸測(cè)量
經(jīng)過(guò)對(duì)500 kV輸電線路實(shí)地測(cè)量，細(xì)化腳釘參數(shù)，數(shù)據(jù)如表1所示。
測(cè)量后，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)腳釘進(jìn)行模擬圖繪制，如圖2所示，500 kV腳釘平直部分長(zhǎng)度120 mm，彎曲部分尺寸37 mm×35 mm，腳釘截面直徑為14 mm。
2.2 防滑紋路選取
在光圓鋼筋制作而成的腳釘表面打磨一層防滑紋路，參考目前1 000 kV洪臺(tái)一線的桿塔腳釘，腳釘與手腳接觸部分制作交叉紋路，相較于無(wú)紋路腳釘，減少了側(cè)滑，增加了摩擦性，是最優(yōu)選擇的紋路，此設(shè)計(jì)使新型腳釘滿足基本攀登手握能力，具有防滑性能。
2.3 新型腳釘輪廓結(jié)構(gòu)
針對(duì)腳釘結(jié)構(gòu)的選擇，提出三種方案，對(duì)原本腳釘結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，但在外觀上存在一點(diǎn)差異。三種方案簡(jiǎn)介：方案一僅改造腳釘?shù)哪┒?，形成彎鉤狀;方案二在原有腳釘改造腳釘末端的基礎(chǔ)上，附加一個(gè)圓環(huán)，能夠懸掛雙鉤安全帶;方案三在方案二的基礎(chǔ)上，將圓環(huán)改為方環(huán)。最終確定選用方案三，此設(shè)計(jì)使新型腳釘能與雙鉤安全帶進(jìn)行可靠連接，且人員手握、腳踩均不受影響，具有防墜功能。
2.4 尾端掛鉤防脫設(shè)計(jì)
在腳釘末端彎掛鉤處打孔，直徑6 mm（末端掛鉤不受力，打孔不影響腳釘整體承載力），作業(yè)人員隨身攜帶銷釘，當(dāng)有需要時(shí)，將工具包或重物放置于彎鉤內(nèi)側(cè)，插入銷釘，形成穩(wěn)定安全措施，防止工具包或重物墜落。取出工具包或重物時(shí)，需拔出銷釘。銷釘每隔10 m塔高預(yù)留一個(gè)，此設(shè)計(jì)功能完備，不易損，成本很低。
2.5 附加環(huán)設(shè)計(jì)
附加環(huán)最終設(shè)計(jì)尺寸為內(nèi)寬100 mm，高80 mm，方環(huán)可以容納人的腳部踩放、手部抓握，對(duì)初學(xué)登塔作業(yè)者產(chǎn)生極大的助力;解決方環(huán)尺寸過(guò)小的問(wèn)題，使作業(yè)人員也能夠用腳踩，豐富了人員登塔作業(yè)方式，降低了人員體力消耗。
2.6 設(shè)計(jì)詳圖
新型腳釘保留了舊腳釘?shù)膫鹘y(tǒng)攀爬、腳踩功能，增加防滑紋路，使腳釘具有更好的防滑性能;增加下部方環(huán)，作業(yè)人員在登塔、下塔過(guò)程中，自身雙鉤安全帶通過(guò)下部方環(huán)固定連接，隨作業(yè)人員上下交替拆解、固定，形成可靠防墜措施;增加末端彎鉤及銷釘防脫裝置，能夠臨時(shí)鉤掛工具包、重物及各類繩索。新型腳釘設(shè)計(jì)圖如圖3所示。
2.7 實(shí)物制作
進(jìn)行實(shí)物制作加工，實(shí)物尺寸按照?qǐng)D紙執(zhí)行，為HRB400鋼筋材質(zhì)加工，實(shí)物如圖4所示。防墜腳釘制作后重量為1.82 kg，經(jīng)檢驗(yàn)，能夠與雙鉤安全帶可靠連接。在作業(yè)人員登塔、下塔過(guò)程中，防墜安全帶、防墜腳釘靜荷載達(dá)到15 kN，安全帶靜拉力不小于20 kN，裝置已通過(guò)試驗(yàn)荷載100 kg、沖擊距離1 m及沖擊次數(shù)10次的試驗(yàn)。
3 使用方法及效果檢驗(yàn)
1）高空作業(yè)人員在登塔、下塔過(guò)程中，將自身攜帶的雙鉤安全帶與下部方環(huán)連接掛好，隨作業(yè)人員上下交替拆解、固定，形成可靠的防墜措施，達(dá)到預(yù)期效果。
2）新型腳釘末端彎鉤設(shè)置銷釘防脫裝置，銷釘在預(yù)留的孔洞中隨取隨放，末端彎鉤能夠鉤掛工具包及各類重物、繩索。銷釘與彎鉤搭配，組成了一種牢固安全的懸掛系統(tǒng)。
傳統(tǒng)腳釘懸掛雙鉤安全帶及背包情況與新型防墜腳釘懸掛情況對(duì)比如圖5所示。
新型腳釘不改變基本功能，且在桿塔上安裝的間距也不改變，僅改變了結(jié)構(gòu)，增加了功能的同時(shí)，不會(huì)對(duì)人員工作習(xí)慣產(chǎn)生影響，尺寸符合人體手部抓握及足部穿作業(yè)鞋后的尺寸，達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
4 承載力檢驗(yàn)
腳釘鋼材的抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)值，本腳釘結(jié)構(gòu)主要計(jì)算焊縫強(qiáng)度，據(jù)GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[5]，全熔透對(duì)接焊縫或?qū)优c角接組合焊縫應(yīng)按下列公式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：
ρ=N/（lwhe）≤fwt
式中：ρ為對(duì)接焊縫強(qiáng)度計(jì)算值;N為軸心拉力或軸心壓力;lw為焊縫長(zhǎng)度;he為對(duì)接焊縫的計(jì)算厚度，在對(duì)接連接節(jié)點(diǎn)中取連接件的較小厚度，在T形連接節(jié)點(diǎn)中取腹板的厚度;fwt為對(duì)接焊縫的抗拉設(shè)計(jì)值。
所設(shè)計(jì)的腳釘與下部附加方環(huán)焊縫為熔透對(duì)接焊縫，焊條為E43型，主要受拉應(yīng)力，經(jīng)取值，作業(yè)人員體重及腳釘最大瞬時(shí)受力N≤1 961.33 N，lw=16 mm，he=14 mm。
經(jīng)計(jì)算ρ=N/（lwhe）≈8.76 N/mm2，查閱GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[5]，對(duì)接焊縫的抗拉設(shè)計(jì)值fwt=170 N/mm2，得出ρ≤fwt，滿足承載力要求。
5 應(yīng)用效果
新建線路直接采用防墜腳釘即可，對(duì)運(yùn)行線路則需改造、替換原腳釘為防墜腳釘，施工簡(jiǎn)單，無(wú)須停電。腳釘防墜落裝置因其安全易用、簡(jiǎn)單輕便、成本低等特點(diǎn)廣受現(xiàn)場(chǎng)歡迎，較容易在新舊線路上推廣應(yīng)用。
目前，已計(jì)劃在500 kV某158基桿塔上共安裝使用24 834支防墜腳釘，按照每支腳釘批量制作費(fèi)用20元算，需投資49.68萬(wàn)元，每基塔成本3 144元。投資約為導(dǎo)軌式裝置保守平均投資2萬(wàn)元/基的15.72%，相對(duì)導(dǎo)軌式可節(jié)省266.32萬(wàn)元。
若以超高壓公司目前已運(yùn)行的上萬(wàn)基鐵塔計(jì)算，使用導(dǎo)軌式裝置，至少要投資約2億元，而推廣使用腳釘式防墜裝置，總投資約為3千萬(wàn)元，可為公司至少節(jié)省約1.7億元的資金。如推廣到國(guó)網(wǎng)公司、全國(guó)輸電線路，其經(jīng)濟(jì)效益將更加可觀。
6 結(jié)束語(yǔ)
在新建線路中應(yīng)考慮將防墜落腳釘納入線路及桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并共同計(jì)算投資比例。選擇合理的防墜落腳釘裝置不但能有效降低登塔安全風(fēng)險(xiǎn)，提高登塔人員登高安全性，也能有效減輕登塔人員作業(yè)強(qiáng)度。因此，深入研究桿塔防墜落腳釘裝置的優(yōu)化和應(yīng)用，是每一個(gè)輸電線路工作人員應(yīng)該重視的課題。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 彭向陽(yáng)，周華敏，姚森敬.輸電線路桿塔防墜落裝置應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].廣東電力，2010，23（12）：1-7.
[2] 劉寶龍，李昌甫，陸文叁，等.攀登超（特）高壓輸電線路鐵塔方法分析與防墜落措施探究[J].紅水河，2017，36（1）：87-89.
[3] 王偉，王彪，朱金猛，等.輸電線路安全登塔工具的研發(fā)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021（3）：247-248.
[4] 王磊，許建清，金桂如.輸電鐵塔防誤登智能腳釘研究與應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2023（11）：95-97.
[5] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50017—2017[S].
收稿日期：2024-05-20
作者簡(jiǎn)介：周永林（1992—），男，山西太原人，碩士研究生，工程師，從事超、特高壓運(yùn)行維護(hù)工作。
