阅读说明：本技术 一种高空倾斜逃生系统及其逃生方法 (High-altitude inclined escape system and escape method thereof ) 是由 齐鹏 薛成 谢滨 荆刚毅 冯刚 尉鹏 璈红宝 唐树龙 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明保护了高空倾斜逃生系统及其逃生方法,包括逃生绳和导向绳,逃生绳和导向绳的同方向的绳端均悬挂于爬模,爬模安装在塔柱上,逃生绳的另一绳端为自由端,导向绳的另一绳端盘绕在滚筒上,滚筒通过下锚点锚固于地面；逃生绳上穿设有至少一个逃生器,逃生人员身穿全身坐式安全带通过连接件分别与逃生器、导向绳连接。高空倾斜逃生系统可以应用于塔柱施工过程中人员从爬模平台应急逃生,具有一定的通用性,适用于具有类似爬模结构的塔柱施工过程中,该逃生系统可以引导逃生者倾斜下降,以躲开塔身障碍物,人员可以降落到距离塔柱10m以外的平台或开阔地面,以利于逃生后的疏散。(The invention protects a high-altitude inclined escape system and an escape method thereof, and the high-altitude inclined escape system comprises an escape rope and a guide rope, wherein rope ends of the escape rope and the guide rope in the same direction are both suspended on a creeping formwork, the creeping formwork is installed on a tower column, the other rope end of the escape rope is a free end, the other rope end of the guide rope is coiled on a roller, and the roller is anchored on the ground through a lower anchor point; at least one escape device is arranged on the escape rope in a penetrating way, and the escape person wears the whole body sitting type safety belt to be respectively connected with the escape device and the guide rope through the connecting piece. The high-altitude inclined escape system can be applied to emergency escape of personnel from a creeping formwork platform in the tower column construction process, has certain universality, is suitable for the tower column construction process with a similar creeping formwork structure, can guide the escaper to incline and descend so as to avoid tower body barriers, and can descend to a platform which is 10m away from the tower column or open the ground so as to be beneficial to evacuation after escape.)

一种高空倾斜逃生系统及其逃生方法

技术领域

本发明属于救生用具技术领域，具体涉及一种高空倾斜逃生系统及其逃生方法。

背景技术

随着技术进步与技术创新的不断涌现，超高大跨桥梁工程越来越多，随之，大桥的跨度和高度也越来越高，其中斜拉桥和悬索桥的塔柱施工高度更是已经达到了300m，施工人员要从桩基、承台一直施工到300m的高度，其中从地面0m至300m的塔柱施工过程中，施工人员附着在塔柱上的自升式爬模上进行作业，爬模会随着施工进度从地面一直升高到300m的高度。施工人员要在爬模上施工半年至一年的时间，这期间爬模与地面的唯一通道是电梯。

在施工过程中，如果发生地震或在塔柱或爬模上发现有起火点等将会威胁施工人员生命安全的危险因素，按照电梯操作规程和消防应急常识，电梯是不能使用的，这样就造成了塔柱顶端发生火灾或地震时，逃生通道被切断的必然情况。那么，我们就需要单独开通一个不受火灾、地震等突发因素影响的逃生通道，这条通道承担着塔柱上所有人员安全撤离的任务。

目前，全球范围内还没有超高倾斜逃生系统，当前广泛应用的速降逃生器也无法应用于这种工况。

发明内容

本发明实施方式提供了一种高空倾斜逃生系统及其逃生方法，其目的是解决桥梁施工过程中，施工人员无法在突发情况下安全逃生的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高空倾斜逃生系统，它包括逃生绳和导向绳，所述逃生绳和导向绳的同方向的绳端均悬挂于爬模，爬模安装在塔柱上，所述逃生绳的另一绳端为自由端，导向绳的另一绳端盘绕在滚筒上，所述滚筒通过下锚点锚固于地面；

所述逃生绳上穿设有至少一个逃生器，逃生人员身穿全身坐式安全带通过连接件分别与逃生器、导向绳连接。

进一步地，所述逃生器包括壳体，壳体内安装有滑轮，所述滑轮的中心安装齿轮轴一，齿轮轴一的齿轮啮合连接齿轮轴二上的齿轮，所述齿轮轴二上安装盘式摩擦片，所述盘式摩擦片与壳体的内壁接触或不接触；

所述滑轮上缠绕着逃生绳，所述逃生绳的自由端自壳体下方引出呈自由状态被收放在绳包内，所述壳体的下方安装有伸出壳体外的卸扣。

优选地，所述的连接件包括连接带，连接带的一端通过端部挂点与所述卸扣连接，连接带的中部设有安全钩，所述安全钩连接于逃生人员的全身坐式安全带，所述连接带的另外一端部悬挂导向滑轮，所述导向滑轮缠绕连接于导向绳，且导向滑轮沿着张紧的导向绳运动。

进一步地，所述下锚点包括固定于地面的滚筒支架，所述滚筒安装于滚筒支架，滚筒的中心为转轴，所述转轴的一端部同轴连接过载自保护绞盘。

优选地，所述过载自保护绞盘包括手柄，所述手柄同轴连接棘轮摩擦片式单向制动器，所述棘轮摩擦片式单向制动器依次通过齿轮箱和扭矩限制器连接于滚筒的转轴。

进一步地，所述导向绳在爬模上的悬挂点位于逃生绳悬挂点的上方。

本发明还保护了一种高空倾斜逃生系统的逃生方法，包括以下步骤：

步骤S1，发生紧急情况逃生时，施工人员自行前往爬模悬挂点处的逃生集合区，穿好全身坐式安全带；

步骤S2，第一位逃生人员手持逃生器的绳包或绳桶，先将绳包或绳桶与全身坐式安全带连接，然后将全身坐式安全带的胸部挂钩与连接件的安全钩连接，连接件的端部挂点与逃生器连接，连接件的导向滑轮安装于导向绳；

步骤S3，第一位逃生人员通过操控逃生器下降至下锚点，先解除连接件与全身坐式安全带的连接，然后快速移动到空旷位置，再解除全身坐式安全带；

步骤S4，其他逃生人员重复步骤S1～步骤S3，直至所有的施工人员全部逃生。

进一步地，所述下锚点位于地面，具体包括：若下锚点处有钢制施工平台，则将滚筒支架焊接于钢制施工平台；若下锚点处无钢制施工平台，则在地面0m以下浇筑混凝土基墩，在混凝土基墩预埋地脚螺栓，通过地脚螺栓将滚筒支架固定于浇筑混凝土基墩。

优选地，所述逃生绳和导向绳为金属绳索或纤维绳索。

本发明的有益效果如下：

（1）可以应用于塔柱施工过程中人员从爬模平台应急逃生，具有一定的通用性，适用于具有类似爬模结构的塔柱施工过程中，该逃生系统可以引导逃生者倾斜下降，以躲开塔身障碍物，人员可以降落到距离塔柱10m以外的平台或开阔地面，以利于逃生后的疏散。

（2）该逃生系统可应用的环境温度范围为-20～60℃，不仅可以满足一般6个月（200m塔柱）的施工现场环境的应用，同时还可以满足最长12个月（300m塔柱）的施工现场环境的应用。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是高空倾斜逃生系统的结构示意图。

图2是逃生器的结构示意图。

图3是连接件的结构示意图。

图4是过载自保护绞盘的结构示意图。

附图标记说明：

1.逃生绳；2.导向绳；3.爬模；4.塔柱；5.滚筒；6.逃生器；7.连接件；8.过载自保护绞盘；9、滚筒支架；

601.壳体；602.滑轮；603.齿轮轴一；604.齿轮轴二；605.盘式摩擦片；606.卸扣；

701.导向滑轮；702.连接带；703.安全钩；704.端部挂点；

801.手柄；802.棘轮摩擦片式单向制动器；803.齿轮箱；804.扭矩限制器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的高空倾斜逃生系统的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式：

参照图1，本发明的第一实施方式涉及一种高空倾斜逃生系统，它包括逃生绳1和导向绳2，逃生绳1和导向绳2的同方向的绳端均悬挂于爬模3，爬模3安装在塔柱4上，逃生绳1的另一绳端为自由端，导向绳2的另一绳端盘绕在滚筒5上，滚筒5通过下锚点锚固于地面；

逃生绳1上穿设有至少一个逃生器6，逃生人员身穿全身坐式安全带通过连接件7分别与逃生器6、导向绳2连接。

高空倾斜逃生系统的工作过程如下：

发生紧急情况逃生时，施工人员自行前往爬模3悬挂点处的逃生集合区，穿好全身坐式安全带，逃生人员手持逃生器6的绳包或绳桶，先将绳包或绳桶与全身坐式安全带连接，然后将全身坐式安全带的胸部挂钩与连接件7连接，连接件7与逃生器6和导向绳2连接，逃生人员通过操控逃生器6下降至下锚点，先解除连接件7与全身坐式安全带的连接，然后快速移动到空旷位置，再解除全身坐式安全带。

爬模上通常的工作人数为10～15 个人，总的预期逃生时间为25min（300m高的情况下），逃生速度预计将控制在1.2m/s～1.5m/s，这样每个人的逃生时间为4min，再加上准备时间和中间衔接时间，按照每人5分钟计算，25min可以逃生5 个人，那么我们最少要布置3条逃生通道，才能在25min 之内将15 个人全部降到地面进行疏散。

逃生绳1优选Ф9.5mm左右的非金属有机聚合物耐高温绳索，用安全钩挂在爬模3的安全挂点上。

作为一种优选，每根逃生绳1上串联安装四个逃生器6，逃生器6的主安全钩向下，用于拴挂逃生人员，逃生下降的过程中，逃生器本体随逃生人员一起下降。逃生器6下方的绳子严格按照户外绳索作业的收绳方式装在一个绳包中，绳包与最下边一个逃生6连接并限位在导向绳2上。

发生紧急情况逃生时，逃生人员穿好安全带，将最下边的逃生器本体主安全钩挂在安全带胸前挂点上，即可逃生。导向绳2负责引导逃生人员躲避障碍物，将逃生人员引向预定的降落点，作为优选，导向绳2采用Ф6mm～Ф8mm的不锈钢钢丝绳，直径6mm的钢丝绳，破断力也能达到1.8t，强度完全满足导向的需要。

导向绳2上部通过安全钩挂在与爬模3的安全挂点上，下端固定在地面滚筒5上，呈适度张紧状态。

导向绳2平时一直连接着上部的爬模锚点和下部的滚筒锚点，并适度张紧，随时处于逃生待命状态。

现场人员在爬模上施工时一般不佩戴安全带，或仅配备腰带式安全带。紧急情况发生时，这种安全带不能用于高空逃生，逃生系统需要配备全身式坐式安全带。

安全带采用专为防坠和竖直救援的轻便型安全带，安全带采用4点设计，胸前和背部各有1个安全挂点，两肩部各有1 个安全挂点，胸前和背后安全带用于连接坠落防护系统，肩部两挂点用于竖直救援作业。

需要说明的是，高空倾斜逃生系统可应用的环境温度是-20℃～60℃，可以满足300m以内的所有的塔柱，也可以用于其他高度的塔柱，但由于桥梁工程领域，目前的斜拉桥和悬索桥的塔柱施工高度达到了300m，因此本实施方式以此作为例举，也可以是其他高度。

第二实施方式：

本实施方式涉及一种高空倾斜逃生系统，它包括逃生绳1和导向绳2，逃生绳1和导向绳2的同方向的绳端均悬挂于爬模3，爬模3安装在塔柱4上，逃生绳1的另一绳端为自由端，导向绳2的另一绳端盘绕在滚筒5上，滚筒5通过下锚点锚固于地面；

逃生绳1上穿设有至少一个逃生器6，逃生人员身穿全身坐式安全带通过连接件7分别与逃生器6、导向绳2连接。

参照图2，逃生器6包括壳体601，壳体601内安装有滑轮602，滑轮602的中心安装齿轮轴一603，齿轮轴一603的齿轮啮合连接齿轮轴二604上的齿轮，齿轮轴二604上安装盘式摩擦片605，盘式摩擦片605与壳体601的内壁接触或不接触；

滑轮602上缠绕着逃生绳1，逃生绳1的自由端自壳体601下方引出呈自由状态被收放在绳包内，壳体601的下方安装有伸出壳体601外的卸扣605。

逃生时，逃生人员的重量作用于逃生器6，逃生器6开始向下移动，由于逃生绳1缠绕在滑轮602上，绳索可通过摩擦力带动滑轮602转动，滑轮602通过齿轮轴一603的齿轮带动齿轮轴二604，齿轮轴二604驱动盘式摩擦片605，盘式摩擦片605达到一定转数时，在离心力作用下向外胀开与机壳601的内壁摩擦，使逃生器6减速。

第三实施方式：

如图3所示，连接件7包括连接带702，连接带702的一端通过端部挂点704与卸扣605连接，连接带702的中部设有安全钩703，安全钩703连接于逃生人员的全身坐式安全带，连接带702的另外一端部悬挂导向滑轮701，导向滑轮701缠绕连接于导向绳2，且导向滑轮701沿着张紧的导向绳2运动。

逃生时，端部挂点704连接于逃生器6的卸扣605，安全钩703连接于全身坐式安全带，随着逃生人员的下降，导向滑轮701沿着张紧的导向绳2运动，使逃生人员随导向绳2倾斜的安全降落至地面。

第四实施方式：

在第一实施方式或第三实施方式的基础上，下锚点包括固定于地面的滚筒支架9，滚筒5安装于滚筒支架9，滚筒5的中心为转轴，转轴的一端部同轴连接过载自保护绞盘8。

参照图4，过载自保护绞盘8包括手柄801，手柄801同轴连接棘轮摩擦片式单向制动器802，棘轮摩擦片式单向制动器802依次通过齿轮箱803和扭矩限制器804连接于滚筒5的转轴。

通常地，转动手柄801带动齿轮箱803，齿轮箱803通过扭矩限制器804传递扭矩到滚筒5，在棘轮摩擦片式单向制动器802自锁的作用下，松开手柄801仍然能使导向绳2保持预先设置好的张紧力。

当导向绳2另一端的爬模3拉动导向绳2时，作用于滚筒5上的力高于扭矩限制器804的过载阈值，则扭矩限制器804过载打滑，起到过载自保护作用。

当导向绳2另一端的爬模3停止拉动导向绳2时，作用于滚筒5上的力低于扭矩限制器804的过载阈值，则扭矩限制器804保持扭矩，起到张紧导向绳2的作用。

齿轮箱803内是由大小不同的多个齿轮啮合组成，其作用是改变转速，用途参考变速箱；具体地，棘轮摩擦片式单向制动器802的中心轴与齿轮箱803内的齿轮A同轴，齿轮箱803内的齿轮B与扭矩限制器804同轴，齿轮A和齿轮B大小不同，以此才能做到改变转速。

需要说明的是，棘轮摩擦片式单向制动器802和扭矩限制器804均是现有结构，是可以市购的成熟结构，其具体的结构不作为本发明的保护点，在此不作详细的说明。

关于棘轮摩擦片式单向制动器的结构，可以参考申请号为JP19966097的专利或者申请号为CN201710118968.8的授权专利。

导向绳2在爬模3上的悬挂点位于逃生绳1悬挂点的上方。

导向绳2的悬挂点和逃生绳1的悬挂点均位于逃生集合区的上方，施工人员需要逃生时自行前往逃生集合区，穿好安全带，将安全带主承重挂点与逃生器安全钩连接，打开逃生门，即可逃生，不需要手动控制。

导向绳2只起导向作用，只承受人逃生时，横向的水平分力，所以受力较小。

第五实施方式：

本实施方式提供了一种高空倾斜逃生系统的逃生方法，包括以下步骤：

步骤S1，发生紧急情况逃生时，施工人员自行前往爬模3悬挂点处的逃生集合区，穿好全身坐式安全带；

步骤S2，第一位逃生人员手持逃生器6的绳包或绳桶，先将绳包或绳桶与全身坐式安全带连接，然后将全身坐式安全带的胸部挂钩与连接件7的安全钩703连接，连接件7的端部挂点704与逃生器6连接，连接件7的导向滑轮701安装于导向绳2；

步骤S3，第一位逃生人员通过操控逃生器6下降至下锚点，先解除连接件7与全身坐式安全带的连接，然后快速移动到空旷位置，再解除全身坐式安全带；

步骤S4，其他逃生人员重复步骤S1～步骤S3，直至所有的施工人员全部逃生。

高空倾斜逃生系统，它包括：

参照图1，逃生绳1和导向绳2，逃生绳1和导向绳2的同方向的绳端均悬挂于爬模3，爬模3安装在塔柱4上，逃生绳1的另一绳端为自由端，导向绳2的另一绳端盘绕在滚筒5上，滚筒5通过下锚点锚固于地面；逃生绳1上穿设有至少一个逃生器6，逃生人员身穿全身坐式安全带通过连接件7分别与逃生器6、导向绳2连接。

参照图2，逃生器6包括壳体601，壳体601内安装有滑轮602，滑轮602的中心安装齿轮轴一603，齿轮轴一603的齿轮啮合连接齿轮轴二604上的齿轮，齿轮轴二604上安装盘式摩擦片605，盘式摩擦片605与壳体601的内壁接触或不接触；滑轮602上缠绕着逃生绳1，逃生绳1的自由端自壳体601下方引出呈自由状态被收放在绳包内，壳体601的下方安装有伸出壳体601外的卸扣605。

参照图3，连接件7包括连接带702，连接带702的一端通过端部挂点704与卸扣605连接，连接带702的中部设有安全钩703，安全钩703连接于逃生人员的全身坐式安全带，连接带702的另外一端部悬挂导向滑轮701，导向滑轮701缠绕连接于导向绳2，且导向滑轮701沿着张紧的导向绳2运动。

参照图4，下锚点包括固定于地面的滚筒支架9，滚筒5安装于滚筒支架9，滚筒5的中心为转轴，转轴的一端部同轴连接过载自保护绞盘8。过载自保护绞盘8包括手柄801，手柄801同轴连接棘轮摩擦片式单向制动器802，棘轮摩擦片式单向制动器802依次通过齿轮箱803和扭矩限制器804连接于滚筒5的转轴。

具体地，逃生人员手持逃生器6的绳包或绳桶，先将绳包或绳桶与全身坐式安全带连接，然后将全身坐式安全带的胸部挂钩与连接件7的安全钩703连接，连接件7的端部挂点704与逃生器6连接，连接件7的导向滑轮701安装于导向绳2，逃生时，导向滑轮701沿着张紧的导向绳2运动，逃生人员的重量作用于逃生器6，逃生器6开始向下移动，由于逃生绳1缠绕在滑轮602上，绳索可通过摩擦力带动滑轮602转动，滑轮602通过齿轮轴一603的齿轮带动齿轮轴二604，齿轮轴二604驱动盘式摩擦片605，盘式摩擦片605达到一定转数时，在离心力作用下向外胀开与机壳601的内壁摩擦，使逃生器6减速，逃生人员随导向绳2倾斜的安全降落至地面。

第六实施方式：

在第五实施方式的基础上，下锚点位于地面，具体包括：若下锚点处有钢制施工平台，则将滚筒支架9焊接于钢制施工平台；若下锚点处无钢制施工平台，则在地面0m以下浇筑混凝土基墩，在混凝土基墩预埋地脚螺栓，通过地脚螺栓将滚筒支架固定于浇筑混凝土基墩。

下锚点的安放位置在距离塔柱约10～20m的范围内，其位置的选择原则是：

a. 逃生后疏散方便，逃生人员可以快速转移到安全位置；

b. 避开施工过程中车、人、物料流量大的区域；

c. 避开塔吊塔臂的施工回转区域空间。

滚筒底座为钢制，带有4个地脚螺栓孔，在符合上述要求的区域内，选择一个位置，如果该位置有钢制施工平台，则将滚筒底座焊接在钢板上；如果该位置没有钢制施工平台，在地面0m 以下浇筑一个混凝土基墩，预埋地脚螺栓，将滚筒底座固定在混凝土基墩上。

作为优选，逃生绳1和导向绳2为金属绳索或纤维绳索。

综上所述，本发明保护的高空倾斜逃生系统及其逃生方法可以应用于塔柱施工过程中人员从爬模平台应急逃生，具有一定的通用性，适用于具有类似爬模结构的塔柱施工过程中，该逃生系统可以引导逃生者倾斜下降，以躲开塔身障碍物，人员可以降落到距离塔柱10m以外的平台或开阔地面，以利于逃生后的疏散。该逃生系统可应用的环境温度范围为-20～60℃，不仅可以满足一般6个月（200m塔柱）的施工现场环境的应用，同时还可以满足最长12个月（300m塔柱）的施工现场环境的应用。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。