陈峰 王亚冕
中车株洲电力机车有限公司 湖南省株洲市412001
摘要：室外货车登高作业是指人员登上基准面2米以上（含2米）的货运车辆顶部进行防风、防水、防污等包装物的拆除与安装捆绑作业，作业人员在货车顶上来回走动，无任何防护装置，存在高处坠落的安全风险，本文针对此风险设计制造了登高作业防护装置作为室外货车人员登高作业使用，以防止发生人员高处坠落安全事故。
关键词：室外货车、登高作业、防护装置
一、背景
中车株洲电力机车有限公司外来采购物品到货及公司销售物品外发时，有四处主要室外货车登高作业点，经对货运车辆及所载货物的高度、长度、宽度全面梳理，得出人员登高作业的高度、长度及宽度的最大值分别为5.2米、28米和3.2米。为防止发生作业人员高处坠落的安全事故，通过调研其它物流运输单位室外货车登高作业安全防护装置应用状况，并结合公司室外货车登高作业特点，中车株洲电力机车有限公司决定设计、制作并使用4套登高作业防护装置来解决室外登高作业人员的安全防护问题。
二、室外货车登高作业防护装置简介（以最长一套为例）
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（一）防护装置总体通用说明
装置采用结构强度较好的框架式，可满足作业者从登高开始作业（地面）至作业结束整个过程都有坠落防护，装置设有框架、导轨系统、滑块、可伸缩坠落速差器、全身式安全带、防撞护栏及目视化看板等主要部件。作业者在工作全过程不需要在中途解锁（装置本身具有全程通过性），装置的有效使用范围可覆盖人员登高作业的最大高度、长度及宽度，装置能在工作温度-40℃~+60℃的环境下正常使用。
1、框架：框架总长30米，宽2.4米，离地高度为8.89米，配置7根立柱，7根纵向樑和6根横向樑，立柱外径为0.25米，立柱与立柱之间的横向梁长度为5米，纵向梁长度为0.24米，外径为0.1米。考虑装置长期在室外使用，采取了防雨、防冰冻、防尘、防锈、防腐措施，框架主体进行底面喷砂、防锈底漆处理，所有圆钢端部，全部焊接了堵板进行密封处理。
2、导轨系统：导轨全长30米，采用锈钢材质，每根导轨按照1. 2米以及1.3米的方式交替进行固定，保证导轨坠落时变形量降到最低。固定导轨支架采用不锈钢材质，导轨可以在支架中顺畅移动，导轨终端设有挡块防止滑块脱出。
3、滑块：装置导轨上配有3个滑块，可保证相对移动的轻巧、灵活、顺畅，可以满足3名作业者同时在货运车辆上登高作业。滑块的挂绳位置可自由旋转，防止安全绳扭结。导轨以及滑块等部件顶部采用不锈钢雨棚设计，通过螺栓固定，在连接处采用密封胶进行封闭以及防水处理，达到保护导轨等部件防锈，防腐蚀的要求。
4、可伸缩坠落速差器：装置配有3套可伸缩坠落速差器，提供作业者与防护装置之间的可靠连接，内置缆绳，能随人体的移动而自由伸缩，并在速差器作用下处于半紧张状态，使操作人员无牵挂感。当坠落发生时，速差器能迅速起到制动作用。在卸除负荷的情况下，能将缆绳自动回收至速差器内。速差器两端配有万向旋转接头，防止使用时缆绳上产生扭力: 坠落指示器指示产品是否能继续使用，检查方便。每套速差器配备有牵引绳。
5、全身式安全带：装置配备3副全身式安全带，当坠落发生时，全身式安全带能在速差器的作用下，保证作业者直接悬停在空中，不会从安全带中滑脱；能够将坠落产生的冲击力传递至大腿肌肉群，避免传递至上半身，特别是胸腹部脏器、脊椎等脆弱部位。为确保作业者的人身安全，作业者应在地面穿戴好全身式安全带后，再登高作业。
6、防撞护栏：装置配套有相应的防撞护栏，以避免车辆意外撞击导致装置损坏。
7、目视化看板：在装置的合理位置设置了可移动的目视化看板，内容包含装置使用安全操作流程，注意事项，简易装置调试等。
（二）分析计算
1、登高作业防护装置计算工况介绍
根据装置在实际使用时的工作状态，以及要求的载荷重量。计算模拟了单个框架受载 500kg的工况。对于所计算的工况而言，其应力必须小于Q235钢的许用应力σ=235Mpa。因此，结构安全的判据为其应力水平低于235Mpa 。
2、登高作业防护装置ANSYS 分析
根据工况分析得出应力应变云图如图2所示。根据计算可知，此时最大应力为204.1Mpa，出现在框架加强管的连接处。最大的形变为46.381mm，出现在框架横梁处。
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分析结论
经过此工况的分析，整个装置在最大承载的情况下，最大的应力为 204. lMpa 小于材料的许用应力235 Mpa。综上所述，在整个工作过程中，登高作业防护装置的结构是安全的。
三、室外货车登高作业防护装置使用效果
登高作业防护装置投入使用后确保了室外货车登高作业人员的人身安全，有效杜绝了人员高处坠落事故的发生。
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登高作业防护装置使用前作业图片 登高作业防护装置使用后作业图片
第一作者简介：
姓名:陈峰,性别男,出生日期1968.08.26,工作单位:中车株洲电力机车有限公司,职务:安全技术工程师。
联系方式:邮政编码412001;电话18797431722;电子邮件:2583558993@qq.com
联系地址:湖南省株洲市田心路1号。
第二作者简介：
姓名:王亚冕,性别男,出生日期,工作单位:中车株洲电力机车有限公司,职务:特种安技主管。
联系方式:邮政编码412001;电话18207335530;电子邮件:1013817802@qq.com
联系地址:湖南省株洲市田心路1号。