在市政给排水设施的日常巡查与维修作业中,通常需打开各种类型的井盖,如道路干道使用的重型或超重型井盖,景观道路上的盖中盖使用的水泥盖板,由于重型井盖及水泥盖板打开难度大,作业复杂,费时费力,给日常给排水设施巡查与维修的工作人员操作带来不便。为优化工具的使用,提高工作效率,降低劳动强度,笔者根据市政给排水设施巡查与维修作业的需求,设计了实用型系列应用工具,现就各类型工具设计和应用情况进行介绍。

　　 在供水设施及消火栓的检查与维修作业中,通常需打开供水阀门井盖或对消火栓开关,工作人员作业时既要携带井盖拉钩、锤子,又要携带消火栓开关操作板手,造成携带工具多、繁锁、不方便。为方便操作,特设计省力型伸缩式带井盖拉钩的消防板手,将锤、钩、消火栓开关板手集成为一体,实现工具一体化与多用途的使用功能,从而优化了工具的应用、方便携带及使用。

　　 该伸缩式带井盖拉钩的消防板手整体结构主要由头部应用功能(集锤、钩、消火栓开关板手为一体)、主杆、内置延伸拉杆、拉杆手柄、定位锁扣螺丝等组件所构成,具体见图1。

　　 该伸缩式带井盖拉钩的消防板手主体设计长度为570mm,延伸后有效长度为835 mm,各部分设计参数见图2。

　　 伸缩式带井盖拉钩的消防板手是一种省力型、多用途的工具,其集成消火栓开关板手(头部前端及中间位)、锤子(头部上方)、井盖拉钩(头部下方)为一体,使用时运用力偶及反力矩的平衡原理,通过拉伸内置拉杆可延伸操作杆长度,轻松地打开消火栓开关或提起井盖,该工具是一种实用型应用工具,整体结构紧凑、携带方便、操作简易、省力。

　　 在给排水设施巡查及维护作业中,需打开不同类型的井盖,包括轻型、重型、加重型,有带卡簧防异响、带铰链连体防盗等等。同时,井盖上面拉孔形状各异、大小参差不齐,从而造成作业人员在打开井盖时,既要携带井盖拉钩,又要携带锤子、铲棍等,非常繁琐、不便。为优化工具的应用,特设计省力型伸缩式多类型井盖开启操作杆,将锤、钩、铲棍集为一体,实现工具一体化与多用途的使用功能,从而优化了工具,携带使用便利。

　　 该伸缩式多类型井盖开启操作杆整体结构主要由头部应用功能(集锤、钩、铲棍为一体)、主杆、内置延伸拉杆、拉杆手柄、定位锁扣螺丝等组件所构成,具体见图3。

　　 该伸缩式多类型井盖开启操作杆主体设计长度为595mm,延伸后有效长度为860 mm,各部分设计参数见图4。

　　 伸缩式多类型井盖开启操作杆是根据不同类型井盖开启的使用需求而设计,其应用集井盖拉钩(头部下方)、锤子(头部上方)、铲棍(头部前端)为一体的使用功能。使用时,运用杠杆及反力矩的平衡原理,通过拉伸内置拉杆可延伸操作杆长度,轻松地撬开带卡簧井盖或提起井盖。该工具是一种实用型应用工具,整体结构紧凑、携带方便、操作简易、省力。如抬起一个50kg的井盖,只需在操作杆末端向上用力约12kgf(1kgf=9.8N),便可将井盖的一端提起。

　　 在城市的规划与建设中,市政景观道路的改造在给排水井盖上方加盖了方形水泥盖板,从而出现盖中盖的问题。其中水泥盖板普遍较重、装配密实、打开难度大。一般来说,打开这些水泥盖板一般需2人以上的配合,常使用铁棍橇开,然后将井盖置于滚筒上方移开。如此操作劳动強度大、工作效率低、且存在安全隐患。

　　 为解决这一问题,特设计移动式重型方井盖液压开启器,其应用能有效提高工作效率、降低劳动強度、提高作业人员打开井盖的安全性。

　　 移动式重型方井盖液压开启器整体结构为组装形式,主要由纵向臂与横向臂构成主体承载支架,由前轮系伸缩臂及尾轮系伸缩臂实现支架宽度调节的伸展,由前端横臂两侧移动轮及尾端支架移动轮组成主体支架的移动,由卧式千斤顶、承架托盘、铁链拉钩及操作杆构成对井盖开启的吊装操作,具体见图5。

　　 该移动式重型方井盖液压开启器主体设计为:前端支架横臂长度720 mm,延伸后有效长度1 260mm(采用加宽横臂可延伸至1 600 mm),纵向支架承载臂长度550 mm,延伸后有效长度890mm,吊装井盖尺寸范围为700~1 500 mm,最大起吊载荷300kg,各部分设计参数见图6。

　　 移动式重型方井盖液压开启器是根据各类方形水泥盖板开启的使用需求而设计,整体结构为组装形式,携带方便,安装快捷。一个人就能轻松起吊重型方井盖,操作简易、移动自如、方便省力,通过调节伸拉臂长度可适应不同尺寸规格井盖的开启与吊装。

　　 随着城市的建设与发展,很多市政道路都进行了拓宽改造,造成市政道路及快车道上的给排水井盖改为重型井盖。此种井盖装配密实,打开难度大,需采用铁锤或铁棍先敲击致井盖松动,然后再用拉钩将井盖拉开。由于采用拉钩拉开井盖劳动强度大,且如拉钩与井盖产生滑移或松脱,极易导致作业人员身体后翻摔倒造成事故,存在较大的安全隐患。为解决这一问题而设计摆开式圆形井盖液压开启器及便携式圆形井盖液压开启器,其应用能有效提高工作效率、降低劳动強度、提高作业人员打开井盖的安全系数。

　　 整体结构主要由承载臂及伸缩臂构成主体龙门承载支架,由摆动端支座及支架移动轮实现龙门承载架的左右向摆动,由卧式千斤顶、承架托盘、铁链拉钩、限位平衡销及操作杆构成对井盖开启的吊装操作,具体见图7。

　　 摆开式圆形井盖液压开启器主体设计为:龙门承载支架长度750mm,延伸后有效长度1 050mm,龙门承载支架以摆动端支座为固定端,可实行左右向摆动,其吊装井盖尺寸范围为650~850 mm,最大起吊载荷为200kg,各部分设计参数见图8。

　　 摆开式圆形井盖液压开启器是根据重型井盖开启的使用需求而设计。整体结构为组装形式,携带方便,安装快捷。一人就能轻松打开重型井盖,操作简易自如、方便省力,通过调节伸缩臂长度,可适应不同尺寸规格井盖的开启与吊装。

　　 整体结构主要由左右前伸支架力臂及力臂承支点卡座构成吊装支架的稳定平台,由卧式千斤顶、铁链拉钩、折叠式活动吊臂及操作杆构成对井盖开启的吊装操作,具体见图9。

　　 便携式圆形井盖液压开启器主体设计为:前伸支架力臂长度420 mm,两臂间距740 mm,折叠式活动吊臂前伸长度为200 mm,可适应各类圆形井盖的开启吊装,最大起吊载荷为150kg,各部分设计参数见图10。

　　 便携式圆形井盖液压开启器是根据重型井盖开启的使用需求而设计,整体结构为组装形式,携带方便、安装快捷。一人就能轻松打开重型井盖,操作简易、方便省力。

　　 在给排水设施巡查与维修作业中,通常需打开各类井盖。由于大多数井盖装配密实,打开难度大,通常采用拉钩直接拉开,因井盖较重,操作费力且容易扭伤。如若拉钩与井盖产生滑移或松脱,更易造成操作人员仰倒甚至扭伤,存在安全隐患。为解决这一问题而设计简易式杠杆井盖拉钩及伸缩式杠杆井盖拉钩,其应用可有效降低劳动強度、提高工作效率、防止作业人员受伤、提高操作安全系数。

　　 该简易式杠杆井盖拉钩整体结构主要由操作杆、支承座、铁链拉钩、锁扣等组件所构成,具体见图11。

　　 该简易式杠杆井盖拉钩主体设计为:操作杆长度1 200mm,其中操作臂(L₂)长度1 000mm,起吊臂(L₁)长度200mm,L₂与L₁长度比5∶1,操作杆支承座高度240mm,各部分设计参数见图12。

　　 简易式杠杆井盖拉钩整体结构简单、操作简易、方便省力。由于操作臂长(L₂)为起吊臂长(L₁)的5倍,根据力矩平衡原理,操作者只需用原来的1/5力量即可轻松打开井盖,既省力又安全。经现场应用,该杠杆式井盖拉钩可操作性强,能有效降低劳动强度,其最大载荷起吊力约120kg。

　　 伸缩式杠杆井盖拉钩整体结构主要由主体操作杆、内置延伸拉杆、支承座、平稳架、铁链拉钩、锁扣等组件所构成,具体见图13。

　　 伸缩式杠杆井盖拉钩主体设计为:主体操作杆长度530mm,延伸后有效长度910mm,其中操作臂长度为700mm,起吊臂长度为180 mm,操作臂与起吊臂长度比为4∶1,操作杆支承座高度为180mm,各部分设计参数见图14。

　　 伸缩式杠杆井盖拉钩是在简易式的基础上进行优化改进,整体采用组装,由带拉钩伸缩杆与支架组件构成,结构紧凑、轻巧、携带方便、安装快捷。其应用和原理与简易式杠杆井盖拉钩类同。经现场应用,该伸缩式杠杆式井盖拉钩可操作性强,能有效降低劳动强度,其最大载荷起吊力约80kg,并在实际工作中得到应用。

　　 通过上述系列应用工具的介绍,从实践中得出这样的结论,优化工具应用,能有效提高工作效率,降低劳动强度,提高作业安全系数。因此,在人与工具的因素方面,人的因素,关键在于对工具的合理选用与运用;工具的因素,则在于突出它使用的适应性和可操作性。