15034.pdf

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 4/2005

mgr inż. ZYGMUNT ZROBEK

dr inż. KRZYSZTOF BASZCZYŃSKI

Centralny Instytut Ochrony Pracy

– Państwowy Instytut Badawczy

Systemy do ustalania pozycji są nadal często stosowane do ochrony przed upadkiem z wysokości podczas

wykonywania prac na słupach żerdziowych. Efektywność ochrony, jaką mogą zapewnić w ramach takiego

zastosowania, budzi wiele wątpliwości niezależnie od przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych i sposobu ich

stosowania. W Centralnym Instytucie Ochrony Pracy – PIB dokonano oceny skuteczności powstrzymywania

spadania ze słupów żerdziowych przy zastosowaniu tego typu systemów. W artykule przedstawiono metodę

oraz wyniki oceny przeprowadzonej na podstawie badań modelowych, w oparciu o kryterium dopuszczalnego

przemieszczenia użytkownika.

Protection against falls from poles – efficiency assessment of work positioning equipment

Work positioning systems are still employed for protecting against falls from a height when work is carried out on poles. The

efficiency of such a fall protection method is questionable, irrespective of the construction and how it is used. An assessment

of fall arrest efficiency on poles with a work positioning system was carried out at the CIOP-PIB. This article presents methods

and results of assessment based on performance tests of equipment models and the maximum fall distance criterion.

Zmniejszenie ryzyka upadku z wysoko-

ści podczas wykonywania prac na słupach

żerdziowych (np. w energetyce lub teleko-

munikacji) osiąga się między innymi przez

wyposażenie pracowników w odpowiedni

sprzęt ochronny oraz ścisłe przestrzeganie

zasad jego stosowania. Jednym z praktyko-

wanych od dawna sposobów wspomagania

pracy oraz ochrony przed upadkiem z wy-

sokości w tych warunkach jest stosowanie

zgodnych z normą PN-EN 358:2002 [1]

systemów ustalających pozycję podczas

pracy. Systemy te składają się z pasa bio-

drowego oraz linki opasującej słup i naj-

częściej są stosowane wraz ze słupołazami

(rys. 1.). Mają one wiele zalet: są tanie,

proste w użytkowaniu, mają małą masę,

mogą być stosowane „pod napięciem”.

Efektywność ochrony, jaką mogą za-

pewnić tego typu systemy na słupach żer-

dziowych, budzi jednak liczne wątpliwości,

niezależnie od zastosowanych rozwiązań

konstrukcyjnych i sposobu ich stosowania.

Spowodowane jest to na przykład brakiem

wiarygodnych informacji dotyczących

skuteczności i powtarzalności zaciskania

się linki opasującej na słupie w różnych

warunkach stosowania, maksymalnego

przemieszczenia się użytkownika w przy-

padku ewentualnego spadania czy też

wartości sił działających na użytkownika

podczas powstrzymywania spadania. Istot-

ne znaczenie dla prawidłowej współpracy

linki ze słupem ma, m.in., sposób jej opa-

sania wokół żerdzi. W praktyce najczęściej

stosowane są dwa sposoby opasania – po-

jedyncze i podwójne (rys. 2.).

Pojedyncze opasanie słupa linką (rys.

2a), jakkolwiek zgodne z normą PN-

-EN 358:2002, może być stosowane wy-

łącznie podczas pozostawania pracownika

w miejscu, gdy linka opasująca jest prze-

łożona ponad elementem uniemożliwiają-

cym jej przemieszczenie się w dół żerdzi

(np. poprzecznikiem słupa lub przetyczką).

Na podstawie badań przeprowadzonych

w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy

– Państwowym Instytucie Badawczym

[2] stwierdzono, że metoda opasania

pojedynczego jest zdecydowanie niewy-

starczająca do ochrony podczas poruszania

się po słupie.

Jednak przyzwyczajenie użytkowników

oraz niewątpliwe zalety użytkowe sprzętu

ustalającego pozycję znalazły wyraz

w postulatach środowisk zajmujących się

bezpieczeństwem pracy w energetyce,

dotyczących konieczności zbadania przy-

datności systemu ustalającego pozycję

podczas pracy, charakteryzującego się

podwójnym opasaniem słupa linką (rys.

2b). Wychodząc naprzeciw tym potrze-

bom, w Centralnym Instytucie Ochrony

Pracy – PIB dokonano takiej oceny.

Rys. 1. Przykład zastosowania systemu ustalające-

go pozycję podczas pracy na słupie żerdziowym

Fig. 1. An example of the application of a work

positioning system on a pole

Metoda oceny

W ramach oceny skuteczności po-

wstrzymywania spadania rozpatrywano

następujące zmienne parametry:

• Konstrukcja słupa żerdziowego ;

uwzględniono trzy rodzaje żerdzi: żerdź

drewnianą o dużej chropowatości, żerdź

drewnianą o małej chropowatości oraz

żerdź strunobetonową * o przekroju okrą-

głym.

∗ W energetyce i sektorach pokrewnych określenie

„słup żerdziowy” stosuje się niezależnie od tego

z jakiego materiału został wykonany słup.

118

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 4/2005

powstrzymywania spadania nie powinna

przekraczać wartości, powyżej której

użytkownik mógłby doznać urazów ciała.

Norma PN-EN 358:2002 precyzuje to wy-

maganie, stanowiąc, że system powinien

być tak usytuowany i wyregulowany,

by punkt kotwiczący był umieszczony

na poziomie pasa (talii) użytkownika, lin-

ka była utrzymywana w stanie napiętym,

a zakres swobodnego przemieszczania się

był ograniczony do 0,6 m.

Do oceny przyjęto, że swobodnym

przemieszczeniem użytkownika podczas

powstrzymywania spadania będzie cał-

kowite przemieszczenie końców linki

opasującej, które jest tożsame z przemiesz-

czeniem zaczepów uprzęży i oznaczane

– Hu (rys. 4.). Z kolei, na przemiesz-

czenie zaczepów uprzęży Hu składa się

przemieszczenie pętli linki opasującej

względem słupa przed zaciśnięciem (ozna-

czane – Hp) i przemieszczenie pionowe

końców linki względem pętli. Kryterium

to oparto na przesłankach stwierdzają-

cych, że przemieszczenie użytkownika

względem uprzęży, wydłużenie uprzęży

Rys. 2. Sposoby opasania słupa żerdziowego linką

systemu ustalającego pozycję: a – opasanie poje-

dyncze, b – opasanie podwójne

Fig. 2. Methods of encircling a pole with a work

positioning lanyard: a – single loop, b – double

loop

• Konstrukcja systemu ochronne-

go (sztywność linki opasującej żerdź);

uwzględniono dwa rodzaje linek – wyko-

nane z liny poliamidowej kręconej oraz

z liny stalowej w oplocie poliamidowym.

• Parametry geometryczne układu

„człowiek-system ochronny-słup żerdzio-

wy” ; analizie podlegały takie parametry,

jak: stosunek długości pętli linki opasują-

cej do obwodu żerdzi – Lp/Os, odległość

człowieka (manekina) od żerdzi – Xm,

odległość pionowa pętli opasującej żerdź

względem zaczepów uprzęży (umiesz-

czonych na wysokości talii użytkownika)

– Yu (rys. 3.).

Kryterium oceny stanowiły wymaga-

nia zawarte w rozporządzeniu ministra

gospodarki, pracy i polityki społecznej

z dnia 31 marca 2003 r. w sprawie zasad-

niczych wymagań dla środków ochrony

indywidualnej [3] oraz w normie PN-

-EN 358:2002. Przepisy mające zastoso-

wanie do systemów ustalających pozycję,

jako środków ochrony indywidualnej

przed upadkiem z wysokości na słupach

żerdziowych, zawarte w rozporządzeniu

określają, że w przewidywanych warun-

kach stosowania droga spadania użytkow-

nika powinna być minimalizowana, a siła

Rys. 3. Parametry geometryczne układu „człowiek

(manekin)-system ochronny-słup żerdziowy”, Os

– obwód słupa, Lp – długość pętli linki opasującej

słup, Yu – odległość pionowa zaczepów uprzęży

względem pętli linki opasującej, Xm – odległość

pozioma człowieka (manekina) od słupa

Fig. 3. Geometrical parameters of the “user (ma-

nikin) – protective system – pole” arrangement,

Os – circumference of the pole, Lp – circumference

of the work positioning lanyard loop, Yu – vertical

distance between attachment buckles of the har-

ness and the work positioning lanyard loop, Xm

– horizontal distance between the user (manikin)

and the pole

Rys. 4. Sposób wyznaczania przemieszczeń

systemu ochronnego podczas powstrzymywania

spadania manekina, Hp – przemieszczenie pętli

linki opasującej słup, Hu – przemieszczenie kla-

mer uprzęży, 1,2 – punkty służące do pomiaru

przemieszczeń

Fig. 4. A method of determining the displacement of

a work positioning system during fall arrest of the

manikin, Hp – displacement of the work positioning

lanyard loop, Hu – displacement of attachment

buckles of the harness, 1,2 – points employed for

measuring of displacement

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 4/2005

oraz ewentualne przesuwanie się linki

opasującej względem żerdzi po zaciśnięciu

pętli występują podczas procesu powstrzy-

mywania spadania i nie wchodzą w zakres

swobodnego spadania użytkownika.

Ocenę skuteczności powstrzymywania

spadania oparto na wynikach badań mo-

delowych [4], które polegały na powstrzy-

mywaniu spadania manekina sztywnego

o masie 100 kg, wyposażonego w system

ochronny współpracujący ze słupem

żerdziowym. W ramach tych badań wy-

znaczano wartości przemieszczeń pętli

linki opasującej słup – Hp oraz zaczepów

uprzęży Hu w funkcji, omówionych wyżej,

zmiennych parametrów konstrukcyjnych

żerdzi i systemu ochronnego oraz parame-

trów geometrycznych układu „manekin-

-system ochronny-słup żerdziowy”.

W celu zbliżenia warunków w jakich

wykonywano badania modelowe do wa-

runków użytkowania, określono dodatko-

wo praktyczny zakres parametrów geo-

metrycznych układu „człowiek-system

ochronny-słup żerdziowy” podczas sy-

mulowanego poruszania się po słupie

(wchodzenia lub schodzenia) oraz podczas

wykonywania pracy przez człowieka. Po-

miary tych parametrów przeprowadzono

z udziałem wykwalifikowanych monte-

rów z przedsiębiorstw energetycznych.

Osoby biorące udział w badaniach były

wyposażone w system ustalający pozycję

składający się z szelek bezpieczeństwa

z pasem biodrowym oraz w linkę opa-

sującą, odpowiadającą lince stosowanej

Rys. 5. Zależność przemieszczenia zaczepów uprzęży od wielkości pętli linki

opasującej słup (parametr Lp/Os) dla różnego rodzaju słupów, wraz z prak-

tycznym zakresem parametru Lp/Os

Fig. 5. Dependence between displacement of the attachment buckles of the

harness and parameter Lp/Os of the work positioning lanyard loop, for various

types of poles

Rys. 6. Zależność przemieszczenia zaczepów uprzęży od ich położenia wzglę-

dem pętli linki opasującej słup (parametr Yu), wraz z praktycznym zakresem

parametru Yu)

Fig. 6. Dependence between displacement of the attachment buckles of the

harness and its initial position (related to the work positioning lanyard loop

– parameter Yu)

Rys. 7. Zależność przemieszczenia zaczepów uprzęży od odległości człowieka

(manekina) od żerdzi (parametr Xm) dla różnych wartości parametru Lp/Os,

wraz z praktycznym zakresem parametru Xm

Fig. 7. Dependence between displacement of the attachment buckles of the

harness and horizontal distance between the user (manikin) and the pole, for

various values of parameter Lp/Os

Rys. 8. Zależność przemieszczeń systemu ochronnego (parametry Hp i Hu)

od sztywności linki opasującej (linka poliamidowa – o niewielkiej sztywności

oraz linka stalowa w oplocie poliamidowym – o podwyższonej sztywności)

(Xm = 210 mm, Lp/Os = 1.14)

Fig. 8. Comparison of protective system displacement (parameters Hp and

Hu) for work positioning lanyards of different rigidity (Test conditions: Xm

= 210 mm, Lp/Os = 1.14)

220

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 4/2005

w badaniach modelowych. Wyniki tych

pomiarów, porównane z analogicznymi

parametrami układu „manekin-model

systemu ochronnego-model żerdzi”, po-

służyły do analizowania wyników badań

modelowych.

Wyniki badań modelowych zostały

przedstawione na rysunkach 5., 6., 7.,

8. w postaci wykresów zależności prze-

mieszczeń klamer uprzęży Hu w funkcji

parametrów konstrukcyjnych żerdzi

i systemu ochronnego oraz parametrów

geometrycznych układu „manekin-system

ochronny-słup żerdziowy”. Na rysunkach

5., 6., 7. przedstawiono ponadto praktycz-

ny zakres parametrów geometrycznych

układu „człowiek-system ochronny-słup

żerdziowy”.

Ocena systemu ochronnego stosowa-

nego przez człowieka, przeprowadzona

na podstawie wyników badań modelowych

z zastosowaniem manekina sztywnego,

może być obarczona pewnym błędem.

Jest to spowodowane różnicą pomiędzy

zachowaniem manekina sztywnego pod-

czas badań a zachowaniem człowieka

podczas spadania. Biorąc pod uwagę,

że ocenę skuteczności działania systemu

oparto na ocenie wartości przemieszczeń

linki opasującej względem żerdzi, wpływ

manekina jako czynnika różnicującego

warunki badań jest minimalizowany.

Do celów tej oceny przyjęto, że korelacja

pomiędzy metodą badań modelowych

z zastosowaniem manekina sztywnego

a rzeczywistym użytkowaniem jest wystar-

czająca do prognozowania zachowywania

się systemu ustalającego pozycję podczas

pracy w warunkach rzeczywistych.

-słup żerdziowy” przyjmują w praktyce

tak szeroki zakres wartości, że ich zmiana

może powodować drastycznie różne

zachowanie się rzeczywistego systemu

ochronnego. Podana wyżej, prognozowana

wartość przemieszczenia Hu jest wartością

minimalną. Każda zmiana parametrów

konstrukcyjnych lub geometrycznych

będzie prowadziła do zwiększenia tego

przemieszczenia, sięgając w bardziej

niekorzystnych przypadkach wartości ok.

2,0 m. Sytuacja ta została zilustrowana

na rysunkach 5., 6., 7.

• Stan powierzchni słupa żerdziowego,

przekładający się na wartość tarcia linki

opasującej o słup, ma decydujący wpływ

na skuteczność powstrzymywania spada-

nia przez system ochronny. Na podstawie

wyników pomiarów przedstawionych

na rys. 5. można prognozować, że zmiana

stanu powierzchni żerdzi może prowadzić

w skrajnym przypadku do dwukrotnego

zwiększenia przemieszczenia systemu

względem słupa.

• Zwiększanie wielkości pętli linki

opasującej słup powyżej niezbędnego

minimum jest niekorzystne. Powoduje

wzrost parametru Lp/Os, który ma wpływ

na wartość przemieszczeń systemu wzglę-

dem żerdzi (rys. 5.).

• Usytuowanie pętli linki opasującej

słup, przed rozpoczęciem spadania, poni-

żej zaczepów uprzęży jest niekorzystne.

Powoduje znaczący wzrost wartości

przemieszczeń systemu ochronnego w po-

równaniu z sytuacją, gdy pętla znajduje

się na poziomie zaczepów lub powyżej

(rys. 6.).

• Zwiększanie odległości użytkownika

od słupa powyżej 200 mm powoduje istot-

ne zakłócenie procesu powstrzymywania

spadania, objawiające się przyrostem

przemieszczeń systemu (rys. 7.).

• Sztywność linki opasującej ma decy-

dujące znaczenie dla jej współpracy ze słu-

pem żerdziowym. Zastosowanie sztywnej

linki opasującej zwiększa w sposób istotny

przemieszczenia sytemu po słupie (rys. 8.).

W przypadku linki stalowej w oplocie

poliamidowym dla następujących para-

metrów badania: Xm = 210 mm, Lp/Os

= 1,29, nie uzyskano powstrzymania spa-

dania manekina! Sytuacja taka wystąpiła

dla wartości parametrów geometrycznych

Xm i Lp/Os mieszczących się w zakresie

zastosowań praktycznych.

Podsumowanie

System do ustalania pozycji stosowa-

ny do ochrony przed upadkiem z wyso-

kości na słupie żerdziowym, wykorzy-

stujący podwójnie opasaną wokół słupa

żerdziowego linkę, nie spełnia wymagań

normy PN-EN 358:2002 w zakresie do-

puszczalnych przemieszczeń użytkow-

nika podczas powstrzymywania spa-

dania. Ponadto, system ten jest wrażliwy

na zmianę parametrów konstrukcyjnych

i geometrycznych układu „człowiek-sys-

tem ochronny-słup żerdziowy”, w takim

stopniu, że w pewnych warunkach może

nie powstrzymywać spadania. Manka-

menty te powodują, że systemy ustalające

pozycję o konstrukcji przedstawionej

w tym artykule, nie powinny być stosowa-

ne do ochrony przed upadkiem ze słupów

żerdziowych.

Możliwość stosowania tego typu sys-

temu w celu ochrony przed upadkiem

ze słupów żerdziowych należy uzależnić

od dokonania modyfikacji konstrukcyj-

nych systemu, które w sposób zdecydo-

wany zmniejszyłyby przemieszczenie

użytkownika względem słupa podczas

spadania oraz uniezależniły to przemiesz-

czenie od wpływu zmiennych czynników

geometrycznych słupa i wpływu warun-

ków atmosferycznych. Wykazanie sku-

teczności takich modyfikacji wymagałoby

wykonania odpowiednich badań.

PIŚMIENNICTWO

[1] PN-EN 358:2002 Indywidualny sprzęt ochronny,

ustalający pozycję podczas pracy i zapobiegający

upadkom z wysokości. Pasy ustalające pozycje

podczas pracy i ograniczające przemieszczanie oraz

linki ustalające pozycję podczas pracy. Polski Komitet

Normalizacyjny, grudzień 2002

[2] Zrobek Z., Baszczyński K., Kamańczyk P.,

Bargieł H. Opinia dotycząca systemu ochrony przed

obsunięciem podczas pracy i wchodzenia do miejsca

pracy na konstrukcjach żerdziowych. Praca wykonana

na zlecenie Zakładu Bezpieczeństwa Pracy Instytutu

Energetyki, CIOP, Łódź grudzień 1994

[3] Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy

i Polityki Społecznej z dnia 31 marca 2003 r. w spra-

wie zasadniczych wymagań dla środków ochrony

indywidualnej. DzU nr 80, poz. 725

[4] Zrobek Z. i inni Budowa stanowiska badawczego

i modeli badawczych. Badania zjawisk towarzy-

szących powstrzymywaniu spadania przez sprzęt

ochronny. Sprawozdanie z drugiego etapu zadania

badawczego III-6.01 pt. Modelowe badania zjawisk

występujących podczas stosowania sprzętu chro-

niącego przed upadkiem z wysokości na słupach

żerdziowych. CIOP, Warszawa 2004

Wyniki oceny

Przedstawione wyniki badań i analiz

prowadzą do następujących wniosków

dotyczących oceny skuteczności po-

wstrzymywania spadania przez system

ustalający pozycję podczas pracy na słupie

żerdziowym:

• Minimalne przemieszczenie zacze-

pów uprzęży Hu uzyskano w przypadku

zastosowania żerdzi drewnianej o dużej

chropowatości oraz linki opasującej

o małej sztywności, przy następującym

zestawie parametrów geometrycznych:

Lp/Os = 1,19, Xm = 90 mm, Yu < 0 mm

(zaczepy uprzęży poniżej pętli). Na pod-

stawie wyników badań przedstawionych

na rysunkach 5., 6., 7., 8. można prognozo-

wać, że w tych warunkach przemieszczenie

zaczepów uprzęży wyniesie około 0,8 m

i przekroczy granicę ustaloną w normie

PN-EN 358:2002.

• Parametry geometryczne (Lp/Os, Xm,

Yu) układu „człowiek-system ochronny-

Praca wykonana w ramach zadania badawczego nr III-6.01 programu wieloletniego pn. „Do-

stosowywanie warunków pracy w Polsce do standardów Unii Europejskiej” dofinansowanego

przez Komitet Badań Naukowych w latach 2002-2004. Główny koordynator: Centralny Instytut

Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: