一种铁塔防坠的U形脚钉的制作方法

本实用新型涉及一种铁塔防坠的U形脚钉，属于铁塔攀爬设备技术领域。

背景技术：

目前，在输电线路的铁塔上均安装有用于攀爬的脚钉，它是一根形状为圆柱形的钢筋。该脚钉的侧面没有防护措施，使得攀爬者常常由于脚部侧滑而发生意外；工作人员在上、下攀爬铁塔或在塔上移位作业时，如将所使用的安全带挂钩扣挂在脚钉上，同样会因为侧滑掉出而失去防护的功效；此外，现有的脚钉的表面较为光滑，攀爬者在用力踩踏时容易打滑而导致抓握不牢坠塔，并且脚钉只有一个端部与铁塔连接，在长时间经受风蚀和热胀冷缩后，会产生松动的现象，导致其受力后易转动，增大了坠塔的几率，安全可靠性较低。因脚钉的外形呈钩、锥状，作业人员在攀爬铁塔过程中时常会出现脚钉端部挂绊安全带、工具包、鞋带、袖口、衣裤等危及作业安全和因此而降低工作效率的现象。在发生人员坠塔时，固定好的安全带与人体形成单摆效应，脚钉的钩、锥状会造成对人体的挂、戳伤害。另外，也有一部分地区采用安装轨道式攀登坠落保护器和防坠导轨以及全身安全带相配合的方式，虽然有效地提高了安全性，但因其制作成本较高，安装布置较为繁琐，而难以推广。中国专利申请（CN201137458Y）公开了一种铁塔防坠的U形脚钉，脚钉开口端的两个端部采用螺纹与铁塔钢架连接，需要在铁塔钢架上设置两个螺纹孔来与脚钉进行匹配，而现有的传统铁塔上采用的脚钉为一根钢筋，通过脚钉的一端螺纹与钢架连接，对其改造需要另钻一个孔才能满足U形脚钉的安装，改造复杂，安装维护不便。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种铁塔防坠的U形脚钉，安全可靠性高、结构简单、制作成本低、便于装卸维护，适用于传统单根钢筋构成的脚钉的改造，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种铁塔防坠的U形脚钉，包括U形脚钉和限位板，U形脚钉设置在铁塔的钢架上，其开口端的端部一与钢架固定连接，开口端的端部二与限位板下部连接，且两端部竖直排列，限位板上部穿过端部一并紧贴固定连接在钢架上，下部背侧设置有卡合在钢架上的限位槽。

优选的，上述端部一穿入钢架壁板后通过双螺母夹击该钢架壁板和限位板紧固。

优选的，上述双螺母夹击钢架壁板处设置有垫片。

优选的，上述端部二穿入限位板后通过锁紧销限位并紧密抵靠在钢架表面上，限位板设置有凹槽，锁紧销置于凹槽内。

优选的，上述U形脚钉采用螺纹钢折弯制成、或采用表面滚花的钢条制成、或采用表面滚花的钢管折弯制成。

优选的，上述限位槽通过折弯限位板两侧延伸部而成。

优选的，上述限位板整个背侧设置成限位槽。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的效果如下：

（1）本实用新型采用U形脚钉和限位板，能够方便快捷地安装在钢架上，减少钢架制作孔的工序，更便于装卸维护；

（2）本实用新型针对大量现状使用的传统钢筋脚钉的改造，利用现有的安装通孔，将本实用新型的限位板和U形脚钉能够方便快捷地安装到铁塔钢架上，相比传统的钢筋脚钉，不会发生旋转，改造容易，不会出现类似现状单根圆柱形脚钉在作业人员用手抓握或用脚踩踏受力时可能发生的自转动现象，大大提高传统铁塔攀爬的安全性和脚钉的可靠性，改造成本低，本实用新型还具有结构简单，成本低的特点；

（3）本实用新型的脚钉制作为U形，并且其端部竖直排列安装在铁塔的钢架上，在登塔过程中，其封闭端为安全带挂钩提供可靠挂点并能阻止脚部或安全带钩挂的防护扣侧向滑出；并且在脚部发生打滑时，U形脚钉与铁塔塔材形成的封闭端侧段与脚背接触能阻挡其滑动；另外，U形脚钉通过开口端的一个端部与钢架牢固连接，另一个端部通过限位板限位，两个端口由于限位板限位后，在承载非破坏性荷载时两侧不会因受力发生弯曲变形和转动，增强了使用安全可靠性；U形脚钉结构简单、制作成本较低，并且只需一次安装即可；

（4）在压力（登塔人员体重+脚蹬在脚钉上时用的力）不变的情况下，表面相互接触的物体（鞋子与钢脚钉）间的摩擦系数除由制成物体的材料（橡胶与钢铁的摩擦系数在0.5~0.8间）决定外，还受接触面的粗糙程度影响，U形脚钉表面的纵向螺纹或点阵滚花可增大脚钉表面的粗糙程度，从而增大作业人员鞋子与脚钉的摩擦力，减少滑动几率；

（5）在上、下铁塔或塔上移位时的作业全过程中，作业人员可将安全带左（或右）侧的挂钩，交替扣挂入与安全带同一侧“U形脚钉与塔材形成的框部”内，并可在身体发生移动时保持安全带有一侧挂钩总是扣挂在U形脚钉框部内，以此确保作业过程中施工作业人员始终不会失去安全带的保护；

（6）本实用新型采用U形脚钉形成的三边框部，攀爬时选择任一一边握牢脚钉，并将脚伸进脚钉框内，相比单根脚钉，选择性更多，且能够消除作业人员攀爬时因单根脚钉过稀少和抓握方式单一、脚部无止滑固定导致的没有心理安全保障性问题，大大提高作业人员上、下和塔上移位时的安全感，另外U形脚钉形成的三边框部使上、下攀爬和在铁塔上移动位置时的全过程，能够有效的得到安全带及挂钩与脚钉框部提供的封闭挂点之间形成的防坠塔保护。

（7）本实用新型通过锁紧销插入到端部二的销孔中，能够对端部二起到防脱出的作用，设置凹槽能够起到安装结构更加紧凑，且凹槽还能起到提高端部二靠接限位板处通孔的刚性和强度，提高防转和防弯曲的性能，另外端部二紧密抵靠在钢架表面，能大大提高端部受到向下荷载时的抗变形能力以及与钢架表面的摩擦力，从而大大提高U形脚钉的承载能力，进一步保证连接可靠性和安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的限位板剖面结构示意图；

图3是本实用新型的限位板前视结构示意图；

图4是本实用新型的U形脚钉采用滚花的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例：如图1-图4所示，一种铁塔防坠的U形脚钉，包括U形脚钉1和限位板2，U形脚钉1设置在铁塔的钢架3上，其开口端的端部一4与钢架3固定连接，开口端的端部二5与限位板2下部连接，且两端部竖直排列，限位板2上部穿过端部一4并紧贴固定连接在钢架3上，下部背侧设置有卡合在钢架3上的限位槽6。

优选的，上述端部一4穿入钢架3壁板后通过双螺母7夹击该钢架3壁板和限位板2紧固，装卸方便快捷，连接可靠。

优选的，上述双螺母7夹击钢架3壁板处设置有垫片8，进一步提高连接可靠性，垫片8可以采用弹簧垫圈能够大大提高连接可靠性，防止松动，且结构更加紧凑。

优选的，上述端部二5穿入限位板2后通过锁紧销9限位并紧密抵靠在钢架3表面上，限位板2设置有凹槽10，锁紧销9置于凹槽10内，通过锁紧销插入到端部二5的销孔中，能够对端部二起到防脱落的作用，设置凹槽能够起到安装结构更加紧凑，且凹槽还能起到提高端部二靠接限位板处通孔的刚性和强度，提高防转和防弯曲的可靠性，另外端部二5紧密抵靠在钢架3表面，能大大提高端部受到向下荷载时的抗变形能力以及与钢架表面的摩擦力，从而大大提高U形脚钉的承载能力。

优选的，上述U形脚钉1采用螺纹钢折弯制成、或采用表面滚花的钢条制成、或采用表面滚花的钢管折弯制成，螺纹钢制作简单，成本低，钢管重量轻，装卸搬运方便，制作简单，螺纹钢表面的螺纹和滚花增大了其与鞋底的摩擦力，减少了脚部前后滑动的几率，从而大幅提高了攀爬的安全性。

优选的，上述限位槽6通过折弯限位板2两侧延伸部而成，制作简单，制作成本低，一体制作，刚性和强度高，限位槽折弯宽度根据铁塔主材的设计要求作相适应的调整。

优选的，上述限位板2整个背侧设置成限位槽6，进一步提高限位可靠性和稳定性，参照图4所示。

实施例2：一种铁塔防坠的U形脚钉的使用方法，该方法包括以下步骤：

（1）将U形脚钉安装在铁塔右主材的D腿上，从基础顶平面上约1.5米处开始至塔顶0.5米处，在一根主材的直角角钢两侧交替安装，每两副相邻脚钉下侧之间的水平垂直间距在0.45米；

（2）采用防坠器的安全带挂钩挂接到U形脚钉形成的框部内，徒手从脚钉形成的三边框部选择一边握牢脚钉，并在脚钉形成的框部内踏稳后，依靠双手臂力和腿脚力量移动身体，交叉使用安全带左右侧挂钩进行攀爬；

（3）直到攀爬到铁塔指定位置为止。

实施例3：一种铁塔防坠的U形脚钉的使用方法，该方法包括以下步骤：

（1）将传统单根圆柱形铁塔脚钉拆除；

（2）将U形脚钉上部螺纹开口端套入螺母和垫片；

（3）将钢质限位板的上部通孔穿过U形脚钉上部开口端，上部通孔为U形脚钉直径+0.5mm，限位板上侧两边向下各50mm处作直角折弯形成限位槽，限位槽用于夹在铁塔的主材角钢；

（4）限位板下侧设置凸状，即背部凹槽，凸状上设置有限位孔，限位孔为U形脚钉直径+0.5mm，凸状凸出限位板前表面平面8mm；

（5）将穿好限位板的U形脚钉的上部螺纹开口端穿入铁塔原脚钉孔；

（6）待U形脚钉下侧插入夹板凸状限位孔并插入锁紧销以及并将限位槽卡合到角钢上后，用防盗的螺母加垫片将整套U形脚钉锁紧在塔材角钢单侧平面的两侧棱边上；

（7）使用时，采用防坠器的安全带挂钩挂接到U形脚钉形成的框部内，徒手从脚钉形成的三边框部选择一边握牢脚钉，并在脚钉形成的框部内踏稳后，依靠双手臂力和腿脚力量移动身体，交叉使用安全带左右侧挂钩进行攀爬；

（8）直到攀爬到铁塔指定位置为止。

U形脚钉主要承力位置是在下侧；16mm直径、抗剪力4.8级的上侧螺栓（横向螺纹与螺帽配套部分），最大承载力为9.36kN（约955kg）。当发生坠塔时，以M16X（2X215+120）规格和以下参数计算：⑴人体体重平均按80kg/人计，（2）人体腰部以下高度及安全带单侧长度各为1米；考虑在2米范围内（可能变化的最大位移）产生的重力加速度为2m/s²。根据T=G+ma算出T=2.352kN。加上杠杆效应后（120mm：60mm），忽略安全带挂钩厚度等因素，当发生人体坠塔时通过安全带在脚钉下侧可能产生的瞬间最大拉力约为4.704kN（约480kg）；因此，脚钉下侧及上侧最小直径为16mm的脚钉螺栓的承载力均满足防坠拉力要求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。