公共交通型扶梯設(shè)計(jì)問題分析

耿 鵬

（廣州廣日電梯工業(yè)有限公司，廣東 廣州511447）

0 引言

當(dāng)前，自動(dòng)扶梯已經(jīng)在各種公共場(chǎng)所廣泛應(yīng)用，成為一種便于人們出行的運(yùn)輸工具；尤其在地鐵站、火車站等大型公共交通運(yùn)行場(chǎng)所，它給人們帶來了很大方便。大型公共交通場(chǎng)所的特殊性對(duì)扶梯的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，既要具有安全性、穩(wěn)定性，又要便于后期維護(hù)，且使用壽命較長(zhǎng)。據(jù)此，公共交通型扶梯的設(shè)計(jì)需綜合考慮多方面要素，以下將結(jié)合我國(guó)公共交通型扶梯應(yīng)用的實(shí)際情況，對(duì)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題進(jìn)行分析。

1 公共交通型扶梯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)關(guān)注的條件

我國(guó)一些公共交通型扶梯在室外環(huán)境下運(yùn)行，經(jīng)常會(huì)遇到惡劣的天氣，再加上每天運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)、負(fù)載較大，從而給設(shè)計(jì)工作增加了難度。因此在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)綜合考慮如下條件：

1.1 特殊的運(yùn)行環(huán)境

在地鐵站或者火車站等，自動(dòng)扶梯往往在露天或地下環(huán)境運(yùn)行，需承受風(fēng)沙、雨雪、日照等的侵襲。那么設(shè)計(jì)的扶梯就要具有耐高溫、耐潮濕、耐腐蝕等性質(zhì)，這樣才能滿足長(zhǎng)期特殊環(huán)境的運(yùn)行需要。

1.2 日常運(yùn)行的高負(fù)荷量

由于公共交通場(chǎng)所的人流量較大且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，所以扶梯往往處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，例如，火車站的自動(dòng)扶梯每天至少運(yùn)行16 h，地鐵的自動(dòng)扶梯每天至少運(yùn)行14 h，而且火車進(jìn)站或者地鐵列車進(jìn)站時(shí)，也就是扶梯客流的高峰段，荷載力較為集中，這就要求自動(dòng)扶梯必須具備一定的載重能力，且在滿員狀態(tài)下仍配置有一定的富余量。根據(jù)我國(guó)電梯設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，如果扶梯寬度為1 m，那么其制動(dòng)負(fù)荷應(yīng)該為120 kg／梯級(jí)。

1.3 長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行

火車站、地鐵站等屬于國(guó)家投資的公益項(xiàng)目，而自動(dòng)扶梯作為這些場(chǎng)所的固定設(shè)備，每天不間斷地運(yùn)行，對(duì)其使用壽命提出了較高要求。由于扶梯的設(shè)計(jì)與安裝是個(gè)較為復(fù)雜的過程，因此一旦投入使用，其壽命至少在20年以上，對(duì)零部件的質(zhì)量提出了極大的要求，這些都是設(shè)計(jì)中要著重思考的問題。

2 公共交通型扶梯的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

公共交通型扶梯的設(shè)計(jì)，必須綜合考慮多方面要素，注重各個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)與規(guī)范，這樣才能保證其投入運(yùn)行后的穩(wěn)定性、可靠性。公共交通型扶梯的設(shè)計(jì)可從以下幾方面著手：

2.1 桁架的設(shè)計(jì)

桁架是扶梯的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)主要考慮以下2方面：（1）撓度的確定。根據(jù)扶梯設(shè)計(jì)的規(guī)定，一般桁架撓度應(yīng)控制到1／750以上，而考慮公共交通型扶梯的特殊性，其撓度應(yīng)控制在1／1 000以上，可以說公共交通型扶梯的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高于一般類型的扶梯。（2）桁架的表面處理。上文已提到公共交通型扶梯運(yùn)行條件的特殊性，這對(duì)桁架的抗侵蝕性能提出了較高要求，可采用熱鍍鋅的工藝，目前我國(guó)這種工藝已經(jīng)非常成熟，當(dāng)鋅層厚度達(dá)到100μm時(shí)其抗腐蝕性能可持續(xù)30年以上。如果桁架表面的鍍層已經(jīng)消耗，還可以進(jìn)行二次表面處理，以便長(zhǎng)期使用。

2.2 梯級(jí)寬度與數(shù)量的設(shè)計(jì)

一方面，梯級(jí)的寬度主要根據(jù)公共交通場(chǎng)所的客流量而定，這也決定了其后期運(yùn)行可承載的人流量及消耗的能量。根據(jù)我國(guó)扶梯的應(yīng)用情況來看，一般可分為0.6 m、0.8 m和1.0 m 3種，應(yīng)結(jié)合所處地區(qū)的實(shí)際情況優(yōu)化選擇。另一方面，梯級(jí)的總數(shù)量主要根據(jù)公共交通場(chǎng)所的空間大小而定，梯級(jí)的水平數(shù)量即到達(dá)扶梯終點(diǎn)時(shí)的緩沖梯級(jí)數(shù)量，以地鐵建設(shè)為例，一般自動(dòng)扶梯的速度控制在0.5 m／s左右，其水平梯級(jí)至少3～4塊，這樣才能給乘客留有反應(yīng)時(shí)間；尤其在公共交通場(chǎng)所，常有乘客攜帶大型行李，更要適當(dāng)增加水平梯級(jí)的數(shù)量，保證安全。

2.3 扶梯傾斜角度的設(shè)計(jì)

我國(guó)大多公共交通型扶梯的傾角控制在30°之內(nèi)，如果坡度過陡，可能會(huì)留下安全隱患；如果坡度過緩，也會(huì)浪費(fèi)空間，同時(shí)增大電梯運(yùn)行的消耗。

2.4 扶梯運(yùn)行速度的設(shè)計(jì)

自動(dòng)扶梯是大型公共交通場(chǎng)所的垂直運(yùn)輸工具，其運(yùn)行速度的快慢決定了輸送的能力，同時(shí)人們?yōu)榱粟s地鐵、趕火車，也對(duì)扶梯運(yùn)行速度提出了一定要求，但是考慮到扶梯自身的荷載力以及安全性能，不能隨意設(shè)定扶梯速度。我國(guó)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，地鐵車站的扶梯運(yùn)行速度應(yīng)≥0.5 m／s。

2.5 扶梯運(yùn)行承載力的設(shè)計(jì)

若扶梯運(yùn)行速度為0.5 m／s，梯級(jí)寬度是1.0 m，那么扶梯的運(yùn)輸能力為1萬余人次／h；在設(shè)計(jì)扶梯可承載力時(shí)，應(yīng)該取理論值的80%左右，適當(dāng)控制運(yùn)送人次不會(huì)達(dá)到最大值。另外，由于公共場(chǎng)所有防火需求，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，扶梯也可作為安全通道，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮事故安全疏散的時(shí)間。

3 公共交通型扶梯的安全性設(shè)計(jì)

公共交通型扶梯具有其自身的特殊性，這對(duì)其運(yùn)行的安全性提出了較高要求，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)適當(dāng)增加安全裝置。

3.1 合理確定扶梯安裝位置

根據(jù)應(yīng)用位置的不同，公共交通型扶梯可選擇室內(nèi)和室外2種機(jī)型。例如，在地鐵站的站臺(tái)、火車站的月臺(tái)等，都可使用室內(nèi)扶梯；而位于高架車站或者輕軌（露天）車站入口位置的扶梯，則使用室外扶梯，綜合考慮室外的風(fēng)、霜、雨、雪等條件，提高配件性能，保證順利運(yùn)行。

3.2 綜合考慮扶梯的運(yùn)行性能

在不同的公共交通場(chǎng)所，扶梯運(yùn)行所處的環(huán)境也有所不同，如果采用室外扶梯，其電源容量除了滿足基本的扶梯運(yùn)行需要外，還需要帶動(dòng)加熱器的運(yùn)行，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)、加熱器的功率也會(huì)不斷變化。如果采用室內(nèi)扶梯，其電源容量只要支撐驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作即可。因此，室外扶梯與室內(nèi)扶梯需要的電源容量支撐不同，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況優(yōu)化選擇。

3.3 扶梯扶手的安全保護(hù)

一方面，應(yīng)該在扶梯的扶手帶上安裝保護(hù)裝置，盡管公共交通型扶梯的扶手帶破斷力較大，但是安全保護(hù)裝置必不可少，如果扶手帶斷裂，則扶梯及時(shí)停止運(yùn)行，以免發(fā)生乘客摔倒、踩踏等事故；另一方面，扶手帶應(yīng)加裝自動(dòng)檢測(cè)裝置，由于公共交通場(chǎng)所的人流量較大，需要實(shí)時(shí)測(cè)定扶梯扶手帶的速度偏差，如果該偏差已經(jīng)超過1.5%～2%，裝置發(fā)出提示信號(hào)，如果偏差長(zhǎng)期得不到糾正，則扶梯停止運(yùn)行。

3.4 加裝制動(dòng)器

在公共交通場(chǎng)所，無論扶梯的提升高度、荷載力為多少，加裝制動(dòng)器都非常必要，當(dāng)電梯內(nèi)部的制動(dòng)器發(fā)生獨(dú)立制動(dòng)時(shí)，下行扶梯能夠自動(dòng)停止運(yùn)行，而且上行的扶梯也不會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

3.5 安裝裙板毛刷

在電梯的裙板和梯級(jí)之間，一般存在一定的縫隙以保證運(yùn)行，但是這道縫隙極易夾到乘客的褲子。為了避免這種情況發(fā)生，一般在扶梯裙板的后面安裝了開關(guān)，可以控制電梯的運(yùn)行，然而只有當(dāng)人在自動(dòng)扶梯的上下轉(zhuǎn)彎位置時(shí)才能操控，如果上下2個(gè)開關(guān)的距離超過了10 m，也會(huì)考慮在傾斜的位置再加裝1個(gè)開關(guān)。但是畢竟安裝開關(guān)的位置有限，不能在扶梯的任意位置操作，萬一乘客被縫隙夾住也無能為力，這就需要在裙板安裝毛刷，可將乘客與裙板的接觸隔離。

3.6 室外扶梯需滿足冬季運(yùn)行需要

我國(guó)大部分地區(qū)冬季的室外溫度較低，尤其北方的冬季室外經(jīng)常結(jié)冰，遇到雨雪天氣后，扶梯的梯級(jí)也會(huì)上凍、結(jié)冰，影響了扶梯的啟動(dòng)。因此，在室外扶梯上應(yīng)有加熱裝置，不斷給扶梯輸送熱量，減少因?yàn)闇囟鹊投Y(jié)冰的現(xiàn)象；可以將加熱器設(shè)計(jì)在梳齒板下部，既可防止結(jié)冰，也可將冰碴融化。

3.7 做好防水工作

在扶梯的扶手帶中，應(yīng)添加防水纖維結(jié)構(gòu)；并且在扶梯中設(shè)置水位保護(hù)開關(guān)，如果下機(jī)艙的水位超過了預(yù)定的限度，那么電梯就會(huì)自動(dòng)切斷運(yùn)行，以免水分滲入到電梯內(nèi)部，燒壞零部件。由于電梯長(zhǎng)期運(yùn)行，其內(nèi)部零件應(yīng)符合高防護(hù)等級(jí)要求。

4 結(jié)語

總之，公共交通型扶梯的設(shè)計(jì)一方面要滿足應(yīng)用的基本要求，盡量降低成本；另一方面，也要保證扶梯投入運(yùn)行后的安全性，便于維護(hù)與保養(yǎng)，這樣公共交通型扶梯才能更好地為人們的出行提供運(yùn)輸服務(wù)。

［1］呂英輝.自動(dòng)扶梯或傾斜式自動(dòng)人行道的防逆轉(zhuǎn)保護(hù)［J］.中國(guó)科技信息，2010（15）

［2］薛維政.多級(jí)驅(qū)動(dòng)公共交通型自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析［J］.地下工程與隧道，2010（1）