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在高高程、高精度要求的水电施工工程中常常需要载人垂直升降施工平台,但由于空间、承载能力的限制,目前市面上的相关设备无法满足施工要求,需要针对这类施工工程设计专用的升降施工平台。这类施工平台载人自升降,其安全性要求极高,但作为非标机械其批量化、标准化可能性小,在设计、加工、使用过程中缺乏系统的安全性研究。 本课题以向家坝升船机纵导向升降施工平台为研究对象,介绍了升降施工平台的原理、组成及其相关的结构特性。结合升降施工平台实际使用情况对平台关键部位进行受力分析和整机的稳定性屈曲分析,检验其结构强度、稳定性是否满足施工要求。 结合应力-强度“干涉”理论,综合考虑载荷、结构材料的不确定性,使用ANSYS的可靠性分析PDS模块,采用响应面数值模拟方法对该升降施工平台关键结构进行可靠性分析,计算结构的失效概率。 根据上述计算分析,推理出升降施工平台施工过程中存在的安全隐患,并用逻辑门将其联系,构建升降施工平台发生安全事故的故障树结构。采用最小割集的方法对升降施工平台进行定性、定量的安全评估,计算得到升降施工平台发生安全事故的概率高于规定值。采用作业条件危险性评价方法,对各种安全事故进行危险等级评估,综合考虑升降施工平台的安全性与经济性,提出合理的安全控制方法。 研究结果表明,该升降施工平台在设计或使用过程中依次应该对导轨架、锁定装置、电机、齿条、耳板挑梁进行加强或重点关注,这将指导同类升降施工平台的设计和操作规范的制定,控制升降施工平台在整个施工过程中的安全。