防護(hù)欄桿標(biāo)準(zhǔn)要求

根據(jù)GB4053.3-2009《固定式鋼梯及平臺(tái)安全要求 第3部分：工業(yè)防護(hù)欄桿及鋼平臺(tái)》要求：基準(zhǔn)面2米-20米的平臺(tái)欄桿高度不低于1.05米,20米以上的平臺(tái)欄桿高度不低于1.20米,欄桿立柱間距不大于1米,橫桿間距小于0.5米,欄桿底部應(yīng)安裝2×100mm扁鋼踢腳板,以防高處落物傷及下方人員。

但大家有沒(méi)有想過(guò)為什么高度是定為1.05米、1.2米？就不能是1.1米？1.3米？0.9米嗎？

防護(hù)欄桿高度的確定

設(shè)置防護(hù)欄桿的目的特別是高處平臺(tái)上的防護(hù)欄桿在于防止人體從高處墜落事故的發(fā)生。它的高度是與人體身高的數(shù)值密切相關(guān)的。它要求站在欄桿內(nèi)側(cè)的人體意外向外傾斜時(shí)能有效的發(fā)揮保護(hù)作用不發(fā)生墜落。顯然欄桿的最低高度必須超過(guò)人體站立時(shí)的重心高度否則就起不到保護(hù)作用?？梢?jiàn)人體身高的測(cè)量數(shù)據(jù)就是設(shè)計(jì)欄桿高度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

我們?cè)诖_定這一數(shù)據(jù)的時(shí)候避免了不必要的大規(guī)模的人體測(cè)量工作而著重搜集、借用了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的人體測(cè)量數(shù)據(jù)?？紤]到登高作業(yè)主要是正常男性工人進(jìn)行女工較少而且男性身高大于女性身高因此在欄桿標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中采用男性身高值是比較妥善的。

在人體重心高度與身高的比例問(wèn)題上到目前我們還未看到國(guó)內(nèi)有關(guān)這方面的材料。那么借用國(guó)外的研究成果是否可行呢？從資料中看到歐美人的身材比較高大其體形特點(diǎn)是長(zhǎng)四肢短軀干型。和我國(guó)人的特點(diǎn)相差較大。而日本人身高的均值為1656mm和我國(guó)人身高的均值1656.03mm很相近只差0.03mm而且同屬于長(zhǎng)軀干短四肢的亞洲型人種。這樣在考慮我國(guó)人體重心高度時(shí)供用日本人體重心高度與身高的比例關(guān)系是完全可行的。

因此我們采用了日本松井秀治著的《運(yùn)動(dòng)と身體の重心》一文中所介紹的資料男性的全身重心從頭頂計(jì)算位于身長(zhǎng)的46%處換算成人體直立狀態(tài)時(shí)的重心高度是身高的54%、以此計(jì)算我國(guó)男人直立狀態(tài)時(shí)的重心高度。

取平均身高+3倍標(biāo)準(zhǔn)差得身高值：

1656.03+3×61.57=1840.74mm

則重心高度為

1840.74×54％=993.9996≈994mm

穿鞋后的重心高度：994+20=1014mm。

從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度看，此值已代表了我國(guó)99.73％的男人的重心高度。所以，防護(hù)欄桿的高度必須大了1014mm。此外考慮到人在欄桿附近走動(dòng)或待桿行走姿勢(shì)時(shí)，在某種程度上提高了人體的重心高度。因此對(duì)高處作業(yè)的防護(hù)欄桿的最低安全高度確定為1050mm。

考慮到高空作業(yè)必然造成人的心理狀態(tài)的改變。特別是缺乏鍛煉者，在登高作業(yè)時(shí)，常常引起精神緊張，甚至產(chǎn)生恐懼心理，而造成不安全因素。如適當(dāng)提高防護(hù)欄桿高度將會(huì)增加人們心理的安全感。因此，對(duì)于超過(guò)三級(jí)作業(yè)高度等特殊危險(xiǎn)的場(chǎng)所，可在欄桿最低安金高度的基礎(chǔ)上適當(dāng)加高，但不宜超過(guò)1200mm。因?yàn)槲覀冊(cè)陔S著工作高度的增加人們要求防護(hù)欄稈高度的心理和生理指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)受試者對(duì)超過(guò)1200mm后欄桿高度增加的主觀感覺(jué)差異不大。

立桿間距為什么要不大于1米？

由防護(hù)欄桿整體受力來(lái)確定立技間距是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，對(duì)這個(gè)問(wèn)題我們請(qǐng)教了吉林工學(xué)院材力教研室的老師和吉林省建筑設(shè)計(jì)院的同志，他們的意見(jiàn)是：由于防護(hù)欄桿要求的精度不高，可用簡(jiǎn)單的方法近似計(jì)算。因欄桿的主要承重構(gòu)件就是立柱，若立柱能滿足已確定的50kg／m的強(qiáng)度要求即可。

目前，國(guó)內(nèi)外最常用的立柱間距是：900、1000、1200mm。立柱間距與欄桿材質(zhì)有很大關(guān)系，這里我們就接已確定的材料和強(qiáng)度值來(lái)確定這一數(shù)據(jù)。

由于防護(hù)欄桿在起作用時(shí)都是局部受力。因此我們?nèi)∫欢?兩個(gè)立柱間距)欄桿進(jìn)行計(jì)算，以材料為A3F的鋼管欄桿為例：

立柱間距為900mm時(shí)因強(qiáng)度值是50kg／m，所以這段欄桿上應(yīng)承受90kg，按最不利的集中荷載計(jì)算，每根立柱平均承載30kg，由彎曲強(qiáng)度公式：

σ= M/W = PL/W = 30×105/2.45 = 1285kg.m*2*<[σ]

同理：

立柱間距為1000mm時(shí)，

M/w = 33.5×105/2.45 = 1427kg/m*2*[σ] 立柱間距為1200mm時(shí)，

M/W = 40×105/2.45 = 1714kg/m*2*[σ] 

由計(jì)算我們不難看出既安全又經(jīng)濟(jì)的數(shù)值是1000mm，確定該值為立柱的間距值還有另一個(gè)原因，就是這一值與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO3674—1976《造船——內(nèi)河船——甲板欄桿》中規(guī)定的立柱間距相吻合。除理論計(jì)算外，我們又通過(guò)強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)這一數(shù)值進(jìn)行了驗(yàn)證，完全滿足安全要求。