丁 超

(上海电气电站设备有限公司电站辅机厂，上海 200090)

0 概况

在压力容器产品制造过程中，需要对不同直径的产品进行环缝焊接。对于此类焊接通常采用埋弧自动焊，在焊接的过程中，工作人员需要登高作业。以现用操作平台结构(如图1所示)为基础进行平台结构优化，如何确保工作人员的安全以及施焊操作的方便，是本次研究及优化焊接操作平台的核心。

1 现用操作平台

现用操作平台主要由支撑立柱与操作平台两部分组成，如图1所示。虽然该操作平台能够保证工作人员的安全，但是在使用过程中仍存在一定的安全隐患与不便性。

图1 现用操作平台

1.1 平台高度的调整存在倾覆风险且繁琐

现用操作平台是通过直接插入立柱中的形式来实现与立柱组装。每次调整平台高度时，需要通过行车先将平台从立柱中取出，然后调整到相应的高度后，工作人员攀爬至相应高度，通过人工辅助将平台重新插入立柱固定。在调整过程中，将操作平台从立柱中取出时，因为平台的自重及受限于行车操作的灵活性，整个立柱存在倾覆风险。而且每次调整操作平台高度时，周边起吊安全区域内都无法进行其他作业，且耗费时间。

1.2 侧向式登高存在安全风险

登高爬梯与操作平台成90°垂直布局。当工作

人员攀爬到指定高度后，需要斜向跨越进入操作平台，存在一定的安全风险。

1.3 操作区域无护栏

操作平台由过桥板与护栏采用整体的焊接结构，而在施焊操作区域仅有过桥板，无护栏结构。虽通过安全绳来保证施工安全，但工作人员仍存在一定失足风险。

2 操作平台的探索改进

在保留原操作平台现有合理功能的同时，对其不足之处进行探索改进，如图2所示。该操作平台主要由支撑立柱、升降平台、活动护栏、固定护栏、梯子组件(滑动爬梯、固定爬梯)等组成。

图2 改进后操作平台结构图

2.1 平台调整方式优化

针对现有一体式操作平台的形式及特点，将操作平台分解为升降平台与护栏结构。升降平台采用滑轮结构与支撑立柱连接，可以实现整个平台沿着支撑立柱表面上下滑动，实现高度方向调整。这样避免了将操作平台从支撑立柱中取出插入的繁琐过程，也就避免了整个装置调整过程中潜在的倾覆风险。明显可见升降平台高度调整时，人为干预相应减少，作业风险大大降低。

2.2 登高形式改进

对爬梯结构进行改造，将侧向式爬梯改为后方爬梯结构。此类结构可以满足工作人员直接从爬梯进入操作平台，不需要侧向跨越，较为安全可靠。同时为配合操作平台的升降，将梯子组件设计成固定爬梯与活动爬梯，以适用于不同高度的登高作业。

2.3 增加活动护栏结构

将升降平台的护栏设计为固定护栏与活动护栏组合结构。非操作区间采用固定护栏，操作区间采用活动护栏。活动护栏可以根据实际施焊方向进行调整，即避免了护栏对工作人员操作的影响，又能降低工作人员失足摔落的风险。再加上安全绳的使用，双重保险增加安全性。

3 倾覆载荷校核

力学计算时，将筒身埋弧焊操作平台拆分为4个部分：升降平台，梯子组件，支撑立柱，底座，如图2所示。其中升降平台质量m1=550 kg,立柱质量m2=800 kg，底座质量m3=1 100 kg，梯子组件质量 m4=316 kg。

取立柱中心点为Y轴，平台底面为X轴，由立装架质心

Xc=-355 mm

当平台端部存在200 kg质量的物料和人时，立装架质心

Xc=-651 mm

平台极限抗倾覆载荷，平台上载荷系数取1.4(参考GB 50009《建筑结构荷载规范》选取)。

Mcr=M*Lc/l=(800+1100+550+316)*445/(3936*1.4)=220 kg

式中：Mcr——平台极限载荷，kg;

M——总质量,mm;

Lc——底座左边界到质心的距离，mm;

I——平台端部到底座左边界的距离,mm。

结论：通过以上计算结果，人均体重按100 kg考虑的情况下，可以满足两人同时登上平台而无倾覆风险。

4 应用预期

对旧的操作平台进行优化之后，预期能够实现以下效果。

1)平台调整减少了人为干预，避免了倾覆的发生，大大降低了作业风险。而且提高了平台调整的效率，使得调整时间大大缩短。同时缩小了调整平台时的影响区域，减小了对其他人员工作的影响。

2)进入操作平台时无需侧向跨越，增加了攀爬的安全性。

3)活动护栏在不影响工作人员施焊工作的同时，提高了施焊过程中的安全性。

5 总 结

通过对筒身环缝埋弧焊操作平台的优化设计，由插入式改为套入式结构，既保留了其原有功能，又提高了操作平台使用过程中的安全性，同时又增加了平台的灵活性与便利性。