公共交通型扶梯设计问题分析

2014-04-16耿鹏

机电信息 2014年9期

耿鹏

（广州广日电梯工业有限公司，广东广州511447）

0 引言

当前，自动扶梯已经在各种公共场所广泛应用，成为一种便于人们出行的运输工具；尤其在地铁站、火车站等大型公共交通运行场所，它给人们带来了很大方便。大型公共交通场所的特殊性对扶梯的设计提出了更高的要求，既要具有安全性、稳定性，又要便于后期维护，且使用寿命较长。据此，公共交通型扶梯的设计需综合考虑多方面要素，以下将结合我国公共交通型扶梯应用的实际情况，对设计中的相关问题进行分析。

1 公共交通型扶梯设计时应关注的条件

我国一些公共交通型扶梯在室外环境下运行，经常会遇到恶劣的天气，再加上每天运行的时间较长、负载较大，从而给设计工作增加了难度。因此在设计过程中，应综合考虑如下条件：

1.1 特殊的运行环境

在地铁站或者火车站等，自动扶梯往往在露天或地下环境运行，需承受风沙、雨雪、日照等的侵袭。那么设计的扶梯就要具有耐高温、耐潮湿、耐腐蚀等性质，这样才能满足长期特殊环境的运行需要。

1.2 日常运行的高负荷量

由于公共交通场所的人流量较大且持续时间较长，所以扶梯往往处于连续运行状态，例如，火车站的自动扶梯每天至少运行16 h，地铁的自动扶梯每天至少运行14 h，而且火车进站或者地铁列车进站时，也就是扶梯客流的高峰段，荷载力较为集中，这就要求自动扶梯必须具备一定的载重能力，且在满员状态下仍配置有一定的富余量。根据我国电梯设计的相关规定，如果扶梯宽度为1 m，那么其制动负荷应该为120 kg／梯级。

1.3 长期不间断运行

火车站、地铁站等属于国家投资的公益项目，而自动扶梯作为这些场所的固定设备，每天不间断地运行，对其使用寿命提出了较高要求。由于扶梯的设计与安装是个较为复杂的过程，因此一旦投入使用，其寿命至少在20年以上，对零部件的质量提出了极大的要求，这些都是设计中要着重思考的问题。

2 公共交通型扶梯的设计要点

公共交通型扶梯的设计，必须综合考虑多方面要素，注重各个细节的设计与规范，这样才能保证其投入运行后的稳定性、可靠性。公共交通型扶梯的设计可从以下几方面着手：

2.1 桁架的设计

桁架是扶梯的基础，其设计主要考虑以下2方面：（1）挠度的确定。根据扶梯设计的规定，一般桁架挠度应控制到1／750以上，而考虑公共交通型扶梯的特殊性，其挠度应控制在1／1 000以上，可以说公共交通型扶梯的设计标准高于一般类型的扶梯。（2）桁架的表面处理。上文已提到公共交通型扶梯运行条件的特殊性，这对桁架的抗侵蚀性能提出了较高要求，可采用热镀锌的工艺，目前我国这种工艺已经非常成熟，当锌层厚度达到100μm时其抗腐蚀性能可持续30年以上。如果桁架表面的镀层已经消耗，还可以进行二次表面处理，以便长期使用。

2.2 梯级宽度与数量的设计

一方面，梯级的宽度主要根据公共交通场所的客流量而定，这也决定了其后期运行可承载的人流量及消耗的能量。根据我国扶梯的应用情况来看，一般可分为0.6 m、0.8 m和1.0 m 3种，应结合所处地区的实际情况优化选择。另一方面，梯级的总数量主要根据公共交通场所的空间大小而定，梯级的水平数量即到达扶梯终点时的缓冲梯级数量，以地铁建设为例，一般自动扶梯的速度控制在0.5 m／s左右，其水平梯级至少3～4块，这样才能给乘客留有反应时间；尤其在公共交通场所，常有乘客携带大型行李，更要适当增加水平梯级的数量，保证安全。

2.3 扶梯倾斜角度的设计

我国大多公共交通型扶梯的倾角控制在30°之内，如果坡度过陡，可能会留下安全隐患；如果坡度过缓，也会浪费空间，同时增大电梯运行的消耗。

2.4 扶梯运行速度的设计

自动扶梯是大型公共交通场所的垂直运输工具，其运行速度的快慢决定了输送的能力，同时人们为了赶地铁、赶火车，也对扶梯运行速度提出了一定要求，但是考虑到扶梯自身的荷载力以及安全性能，不能随意设定扶梯速度。我国《地铁设计规范》规定，地铁车站的扶梯运行速度应≥0.5 m／s。

2.5 扶梯运行承载力的设计

若扶梯运行速度为0.5 m／s，梯级宽度是1.0 m，那么扶梯的运输能力为1万余人次／h；在设计扶梯可承载力时，应该取理论值的80%左右，适当控制运送人次不会达到最大值。另外，由于公共场所有防火需求，发生火灾时，扶梯也可作为安全通道，设计时必须考虑事故安全疏散的时间。

3 公共交通型扶梯的安全性设计

公共交通型扶梯具有其自身的特殊性，这对其运行的安全性提出了较高要求，因此在设计中应适当增加安全装置。

3.1 合理确定扶梯安装位置

根据应用位置的不同，公共交通型扶梯可选择室内和室外2种机型。例如，在地铁站的站台、火车站的月台等，都可使用室内扶梯；而位于高架车站或者轻轨（露天）车站入口位置的扶梯，则使用室外扶梯，综合考虑室外的风、霜、雨、雪等条件，提高配件性能，保证顺利运行。

3.2 综合考虑扶梯的运行性能

在不同的公共交通场所，扶梯运行所处的环境也有所不同，如果采用室外扶梯，其电源容量除了满足基本的扶梯运行需要外，还需要带动加热器的运行，其中驱动电机、加热器的功率也会不断变化。如果采用室内扶梯，其电源容量只要支撑驱动电机工作即可。因此，室外扶梯与室内扶梯需要的电源容量支撑不同，应根据设计的实际情况优化选择。

3.3 扶梯扶手的安全保护

一方面，应该在扶梯的扶手带上安装保护装置，尽管公共交通型扶梯的扶手带破断力较大，但是安全保护装置必不可少，如果扶手带断裂，则扶梯及时停止运行，以免发生乘客摔倒、踩踏等事故；另一方面，扶手带应加装自动检测装置，由于公共交通场所的人流量较大，需要实时测定扶梯扶手带的速度偏差，如果该偏差已经超过1.5%～2%，装置发出提示信号，如果偏差长期得不到纠正，则扶梯停止运行。

3.4 加装制动器

在公共交通场所，无论扶梯的提升高度、荷载力为多少，加装制动器都非常必要，当电梯内部的制动器发生独立制动时，下行扶梯能够自动停止运行，而且上行的扶梯也不会出现逆转现象。

3.5 安装裙板毛刷

在电梯的裙板和梯级之间，一般存在一定的缝隙以保证运行，但是这道缝隙极易夹到乘客的裤子。为了避免这种情况发生，一般在扶梯裙板的后面安装了开关，可以控制电梯的运行，然而只有当人在自动扶梯的上下转弯位置时才能操控，如果上下2个开关的距离超过了10 m，也会考虑在倾斜的位置再加装1个开关。但是毕竟安装开关的位置有限，不能在扶梯的任意位置操作，万一乘客被缝隙夹住也无能为力，这就需要在裙板安装毛刷，可将乘客与裙板的接触隔离。