移动刷漆环保装置在特殊环境下大型拉线式塔桅杆刷漆中的应用

陈成辉

摘 要 本文主要从成本、安装时间（工期限制）、安全性、操作便捷性等几个方面探讨了移动刷漆环保装置在特殊环境下大型拉线式塔桅杆刷漆维护过程中的应用。

关键词 移动刷漆环保装置；特殊环境；大型拉线塔桅杆；刷漆；应用

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）161-0148-02

在中短波天线维护大修过程中对拉线式塔桅杆进行防腐刷漆是一项常规工作。在对维护区内某大型中波台天馈线系统维护大修施工调查中我们遇到了一个难题——某大型台站天线区位于闽江口自然保护区。天线大修过程中对塔桅杆防腐刷漆时滴落的油漆会随风飘落在保护区里造成污染，损失较为严重。因此对处于特殊环境下的大型拉线式塔桅杆防腐刷漆如何进行就成了摆在工程人员面前的难题。

在建筑工地上为了阻止尘土飞扬，人们通常会采取在建筑脚手架外悬挂防护网的方法。按照这个思路，特殊环境下的大型拉线式塔桅杆环保刷漆是否可以在桅杆外侧安装脚手架悬挂防护网这种方法解决呢？如果不考虑其它因素：如经济性，工期等，答案是肯定的。但是在考虑以上这些因素后是否还有更好的解决方法，答案是使用移动刷漆环保装置。下面我们从成本、安装时间（工期限制）、安全性、操作便捷性等几个方面来探讨一下移动刷漆环保装置的应用。

1 移动刷漆环保装置成本低、安装时间短

首先通过两张图了解一下两种方法的模型。搭建固定建筑脚手架悬挂防护网（图1）是一种将物体整体与外界隔离的方法。移动刷漆环保装置（图2）是采用分段隔离的原理，通过制作一个与塔节尺寸相当的底部可密封的三棱柱形可移动组装装置，将桅杆分段与外界隔离的方法。

下面我们将两种方法从搭建及拆除成本，搭建时间两方面进行一个综合性的比较，来说明移动刷漆环保装置更经济、更节省时间。

1.1 搭建成本

1）固定建筑脚手架悬挂防护网搭建及拆除成本：经过市场调查，专业公司测算，一颗1.5m边宽，高度为139m的重型塔桅杆若在其外侧搭建固定建筑脚手架整体隔离，考虑到内部的操作空间脚手架的宽度应至少2.1m。故所需的成本为：（这里只进行初略估算）

每棵桅杆搭建成本=单价×实际面积=18元/平方米（当时的市场价）×139m×2.1m×3面=15 762.6元。则：8颗铁塔所需费用为：15 762.6元×8=126 100.8元。

2）移动刷漆环保装置搭建及拆除成本：制作一个与塔节尺寸相当的移动刷漆环保装置所需的成本为：5 000元左右。（实际制作的费用）由于移动刷漆环保装置可反复使用故总成本并未增加，但为了加快施工进度需制作两套。故：所需的成本为：成本=5 000元×2套=10 000元。

1.2 搭建时间

1）固定建筑脚手架悬挂防护网搭建时间：经过市场调查，专业公司测算，一颗1.5m边宽，高度为139m的桅杆若搭建固定建筑脚手架所需的时间为搭建2天，拆除1天。

2）移动刷漆环保装置搭建时间：安装只需半天时间，由于移动刷漆环保装置是随着工程的进程从上往下移动，因此，工程结束，移动刷漆环保装置也就移动到地面。

通过以上对比我们发现采用移动刷漆环保装置制作成本低，安装拆除时间短更方便。

2 移动刷漆环保装置的安全性

移动刷漆环保装置的结构及组件，主要是由以下5个部分组成：1）一个“丫”字型支撑架；2）三片油漆防护隔离罩；3）三个一吨滑轮；4）三条300m长直径为16的呢绒绳；5）一片油漆收集底篷布。

图3是移动刷漆环保装置在塔桅杆上安装示意图，从图中可知三条呢绒绳通过悬挂在组件“丫”字型支撑架（悬臂梁）上的3个一吨滑轮将三片油漆防护隔离罩悬挂在空中。在整体装置的使用过程中油漆防护隔离罩是用来起隔离铁塔作用的，在施工过程中并未受外力作用，其力学分析可忽略。支撑架（悬臂梁）与呢绒绳承受着较大的拉力。因此，我们就对以上两部分进行受力分析。

悬臂梁受力分析：

首先对移动刷漆环保装置组件中的“丫”字型支撑架（悬臂梁）的制作尺寸及制作材料做个简要介绍，见图（4）。

根据图（3）（4）对“丫”字型支撑架进行力学分析：

画出受力分析图：（图5）从图中可看出支撑架悬臂梁主要受拉力G作用。在力G的作用下，相对于支点会产生弯曲应力。因此我们对悬臂梁进行支点处正应力校核。

根据制作装置的材料，可以推算出悬挂在悬臂梁滑车点上的最大重量m=（单片防护罩重量+139米呢绒绳重量）×2+单个1吨滑轮重量

m = 3 0 k g×2 + 1 k g + 1 5 k g×2 = 9 1 k g G=mg=91kg×0=910N

根据安装后的悬臂梁尺寸，可知支点到滑车点的距离为300mm，悬臂梁采用10号槽钢制作。其许用应力为【∑】=170MP，因此发生在支点处的弯矩：M=GL=910N×0.3m=273N·m

由型钢规格表中查得10号槽钢的W=39.7cm^3

M：为弯矩；

W：弯曲截面系数；

∑：为弯曲应力；

∑=M/W=273N·m/39.7cm^3=6.9MP<【∑】=170MP满足条件要求。

呢绒绳的受力分析：

已知呢绒绳直径16，查呢绒绳的规格表可知呢绒绳的抗拉系数K=10kg/mm^2

根据公式P=S.K=3.14×8mm×8mm×10kg/ mm^2=2009.6kg

考虑到施工过程中的10倍安全系数：2009kg/10=200.9kg>负重物91kg。满足条件要求。

P为呢绒绳的破断拉力；

S为呢绒绳的横截面积；

K为抗拉系数。

通过对移动刷漆环保装置受力部分的力学分析，我们可知这套装置的安全性符合要求。

3 移动刷漆环保装置在工程施工中的操作便捷性

下面我将移动刷漆环保装置在工程中的应用过程做个简要介绍。

1）在工程施工中运用卷扬机，吊斗等吊装设备将“丫”字型支撑架吊送到塔顶，同时安排2到3个工程施工人员上塔安装；

2）将滑轮呢绒绳等组件吊送到塔顶，组装在“丫”字型支撑架上；

3）用吊装设备将防护罩运送到塔顶，通过呢绒绳及固定在“丫”字型支撑架上的滑轮将防护罩吊装在支撑架下。

4）将安装好的三片防护罩用连接件连接成一个整体的装置，如图6；

5）在桅杆防腐刷漆过程中，设置一个人负责油漆收集底篷布的收放，并指挥地面的工作人员通过松紧呢绒绳对装置进行升降工作；

6）由于拉线式铁塔存在拉线节，移动刷漆环保装置无法整体通过，故通过铁塔拉线节时需将整体装置拆分成三片独立的防护罩通过拉线处，然后，再通过附件将三片防护罩组装起来。完成后，重复之前的工作继续刷漆；

7）当一颗天线桅杆防腐刷漆结束后，移动刷漆环保装置也随之降落到地面，组织地面上的施工人员将装置拆除即可。同时组织2个高空作业人员，将塔顶的支撑架，呢绒绳等组件拆除，放至地面。

从上面对移动刷漆环保装置实际操作介绍可知，这套装置操作起来是相当的便捷。

4 结论

移动刷漆环保装置在特殊地理环境下桅杆防腐刷漆中的应用，有效的解决了刷漆施工过程中油漆飘落的问题。做到了安全、经济、省时、操作方便，同时又解决环保问题。

参考文献

[1]沈韶华.工程力学[M].经济科学出版社，2010，7.