（上海市建工设计研究院有限公司 上海 201603）
【摘 要】对于登高作业的安全措施研究，国内设计中一直被忽略，这就导致登高作业者在登高过程中仅凭借自身的掌控来确保自身安全，存在较大的安全隐患。,这就需要我们在前期设计时研究一套斜爬梯与垂直爬梯的系统，其以爬梯本身为依托， 起步点和终止点设置安全门，避免外来人员使用，3M以上的爬梯均需设置护笼，如无法设置的，则需采用防坠落系统，利用一根防坠落安全绳和带阻尼的安全钩子，来保证使用者的安全。顶部出口处设置安全柱或者安全抓手，来保证登高者进出时的安全。爬梯前期设计时往往都是由单专业设计完成，缺少多专业的协同配合，这就会导致后期在实际施工和安装过程中发生很多碰撞，有些碰撞甚至是无法修复的，这就需整合一套含各种专业的图纸，来降低施工成本，提高施工速度。
【关键词】刚斜梯；刚垂直爬梯；钢爬梯三维设计整合
【中图分类号】TU201 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）24-0038-03
1.引言
长期以来，国内对于登高作业的安全措施研究比较落后，这在设计中表现的较为明显，大部分设计单位在完成整体设计后，往往会忽略对垂直钢爬梯的研究设计，很多都是直接引用图集中的节点和形式，而使用者又仅凭自身的掌控来确保自身及他人安全，存在极大的安全隐患。根据国外的设计资料，在刚爬梯的设计上符合人的生理特征、心里特征的爬梯，不仅能使其功能得到充分的发挥，而且还能确保楼梯的安全度，提高其宜人性。实际操作中又有很多因素制约着爬梯的安置，不但要满足建筑、结构要求，更多的需采用带横竖向钢构的金属护笼、防坠落系统、安全柱等，作业人员可以在操作时借助这些辅助设施进行攀爬，从而提高安全水平，攀登超过10M高度的钢爬梯宜采用多段梯。
2.钢制爬梯设计思路
2.1 爬梯设计目的
通过对国外大型主题乐园爬梯的解读，并参考国内刚直、斜爬梯规范（GB 4053.1-2009）的理解，梯子的攀爬布距、宽度、长度和与周边环境尺寸的限定应符合国家规范中的要求，同时还需额外增加一些安全辅助设施，来增加整体爬梯安全性，从而避免操作者事故的产生。在梯子选型上，从人性化角度出发，设计符合人体工程学要求的舒适楼梯。
3.主题乐园爬梯形式的组成
3.1 爬梯的分类
主题乐园楼梯形式按照建筑用途分可分为内部人员消防疏散楼梯、观众及游客用消防疏散楼梯、内部员工检修专用楼梯、室内及室内观光楼梯等，而作为楼梯中的重要组成部分-爬梯，在保证足够疏散能力，满足安全，防火等级的前提下，普通的爬梯也可等同于普通楼梯的使用功能，钢爬梯随着角度的不同可分为不小于45度的斜刚爬梯，和垂直钢爬梯。
3.2 斜爬梯踏步的高宽度
在确定不小于45度的斜钢梯踏步高宽度时，要综合考虑人的行为习惯和人体相关尺寸，踏步太宽，踏面过低，不但浪费踏步板材料，而且易对人产生疲劳。踢面过低不但会增加梯级数，而且会使人一步踏多级甚至下楼时容易踏空跌倒。
踏步高度r和宽度g主要取决于爬梯的角度，根据GB4053.2-2009规定踏步宽度g+2倍的踏步高度等于600mm。
3.3 垂直钢爬梯踏棍高度
垂直刚爬梯的高度结合国内的设计规范和大型国际主题乐园使用人群的多样性，在踏棍截面的选择上，采用可同时承受双人荷载的实心圆管，踏棍高度选择规范中的上限。梯梁同样选择受力更好的型钢，作为承重构件。在提交设计图纸时需同时有相关刚部件计算书。
垂直刚爬梯如高度超过3000mm在条件允许的前提下须增加护笼，如无法安装护笼则需增加防坠落系统，在出口处需设置可伸缩的安全柱和带自闭装置的安全门。
3.4 钢爬梯扶手
斜爬梯须设置栏,栏杆高度考虑到主题乐园建筑的特殊性，应设置立杆高度不小于1100mm，布置方向宜垂直地面，立杆间跨度、各杆件的规格大小均需通过结构验算，且跨距不的小于900mm，梯段栏杆需设置高度不小于900mm的扶手，扶手宽度以手能完全握住为宜。梯段两侧实际使用中会产生很多灰尘等杂物，如不采取措施进行阻挡，这些杂物会通过栏杆和地段间的空隙掉落，不但会影响使用效果，更有可能发生砸到人的事情发生。因此需要在梯段两侧设置钢板踢脚板来进行阻挡。
垂直刚爬梯由于形式的特殊性，梯段间是无需设置栏杆的，但需在出口平台设置栏杆和扶手，垂直爬梯两侧考虑到攀登者的便捷性，须在两侧梯梁顶部设置扶手，宽度同扶手要求。
3.5 刚爬梯防滑
大于45度的斜爬梯踏步防滑对于踏步表面较光滑的楼梯，在设计时需注意踏步的防滑，踏步防滑设计一般采用条纹防滑，有内凹条纹和外凸条纹两种，从防滑的角度来看，内凹条纹根本起不到防滑的作用，只有具有一定的外观效果，所以既经济又有明显防滑效果的防滑设计是设置外凸条纹。但设置外凸条纹会使人产生强烈的凸感，感觉不适，因此设置的条纹必须宜人，必须保证条纹凸起高度设置为刚好使人没有明显凸感的高度。
垂直刚钢梯防滑设计一般采用带阻尼纹理的踏棍和采用防滑系数达到一定要求的防滑涂料来满足防滑要求，前者是在主材的纹理作了一些粗糙的效果也是在项目中应用较多一种方式，他既简化了材料的应用，最重要的是防滑效果更好，手感也更佳，后者则需要在原有主材上再增加一层防滑涂料，防滑要求在使用频率较多的建筑内需达到0.5的要求。
3.6 刚爬梯色彩的应用
不管是写钢爬梯还是垂直钢爬梯，尤其是在带有疏散性质的钢爬梯色彩选择上如均为同色，从使用安全上来说，这种设计不符合人的视觉特性，不便于人区分每一个梯级，易使人在下楼梯时产生一步踏多级而出现踏空，这在晚上或者光照度较弱时，更加凸显一色设计在安全方面的不足。
在设计斜梯级间相互区分开，可以采取在踏面边缘使用与其他部分不同颜色的防滑条来实现，但在颜色选取时应注意：（1）选用颜色的对比感要适中，即在光照较弱的情况下也能较易辨别；（2）不同颜色的过度要平缓，这样可以避免眼睛频繁调节造成视觉疲劳，导致观察和判断的失误。
垂直钢爬梯的踏棍和梯梁可用色彩将其区分开，在踏棍颜色选择上也需同斜爬梯一致。
3.7 钢制爬梯设计与三维设计的整合
主题乐园由于其项目的特殊性和负责性，各种管道错综复杂，而钢爬梯作为疏散功能的重要组成部分，其在安装时肯定会牵涉到各种制约，如主题乐园内部影剧场的设备包含有600*1200的主风管、400*600的次风管、消防管、强弱电管等，建筑中又含有空中廊道，场景中又包含幕布、特效灯管、镭射及各种场景道具支点等，爬梯本身即要符合国标的尺寸要求，安全上还需增加上述一系列内容，这就限定了爬梯本身尺寸，而限定后的爬梯放在错综复杂的建筑内，就会产生各种碰撞，这就需要有一个三维的平台可以在图纸阶段就解决这些碰撞，从而最大限度的减免现场返工，提高施工速度。
主题乐园塔尖上的很多空间是普通楼梯无法到达的，因此需要有垂直钢爬梯作为交通工具通至屋顶，供员工维修相关各种电子设备。塔尖内部的爬梯，安装时就会发生很多碰撞，比如与塔本身主题结构的碰撞，与塔内部支撑装饰构件次刚的碰撞，与设备管道发生的碰撞等，解决此类问题首选需设计满足国标要求的标准爬梯，然后调取与之相关的各专业图纸，将与之相关的信息整合在一起，如产生碰撞就需及时调整,如下图钢爬梯与主结构发生碰撞，与吊顶的消防支管发生碰撞，在设计时就及时调整钢爬梯和楼板开洞的位置，消防支管考虑本身塔内面积不大是在消防防护范围内，因此采取调整消防支管位置。前期设计时的三维碰撞，为现场即节约了材料的损耗，又保证了施工进度。
4.结论
爬梯在设计时需运用人体工程学、安全人机工程学原理，并结构国内外相关资料对斜爬梯和垂直爬梯的基本组成部分及一些特殊构建的组成进行综合分析和测试，并本着从安全度和人性化要求出发，提出一些关于钢爬梯的具体要求。
爬梯整合设计及三维设计的应用可在设计前期就将施工中所能需要的一些列问题进行模拟，并提出解决方案，从而保证施工质量和进度。
参考文献
[1]周美玉.工业设计应用人机工程学[M].北京；中国轻工业出版社，2001.
[2]丁玉兰.人机工程学[M].北京；北京理工大学出版社，2005.
[3]李霞，宋海棠.基于人机工程学的爬楼梯轮椅的设计[J].机械，2009,35（5）；62-63.
[4]黄金凯，杨伯明.房屋建筑学[M].北京；冶金工业出版社，1987.
[5]胡正凡.环境心理学[M].北京；北京建筑工业出版社，2006.
[6]何灿群.周玲.人体工学与艺术设计[M].长沙；湖南大学出版社，2004.
论文作者:赵盛波
论文发表刊物:《建筑知识》2017年24期
论文发表时间:2018/1/2
标签：爬梯论文; 防滑论文; 踏步论文; 楼梯论文; 高度论文; 条纹论文; 工程学论文; 《建筑知识》2017年24期论文;