浅谈自动扶梯出入口盖板结构特性和风险预防

韩 路 郑金玉

(江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院 徐州 221000)

浅谈自动扶梯出入口盖板结构特性和风险预防

韩 路 郑金玉

(江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院 徐州 221000)

本文从近期事故案例出发，阐述了相关法规对自动扶梯检修盖板的要求，分析了自动扶梯出入口盖板的结构特征和受力分析，指出了出入口盖板在使用过程中存在的潜在风险，最后提出风险预防措施。

自动扶梯 盖板 结构特性

1 相关法规、标准对自动扶梯盖板和楼层板的要求

1.1 GB 16899—2011对盖板的要求

GB 16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范 》中5.2.4项对检修盖板规定如下:检修盖板和楼层板应设置一个符合表6的n)的电气安全装置。出入口盖板和楼层板应只能通过钥匙或专用工具开启。如果检修盖板和楼层板后的空间是可进入的,即使上了锁也应能从里面不用钥匙或工具把检修盖板和楼层板打开。盖板和楼层板应是无孔的。盖板应同时符合其安装所在位置的相关要求。

规范中提到“检修盖板和楼层板应只能通过钥匙或专用工具开启”。有部分电梯厂商会对图1中的3号或者4号盖板使用螺丝固定。部分厂商没有设置螺丝锁紧,维保人员直接用专业工具从盖板边缘开启。根据笔者在检验过程中的观察,一部分粗心的电梯维保人员在装卸盖板的时候会忘记安装螺丝固定,部分电梯螺丝丢失。从而导致盖板安装固定不可靠,盖板之间缝隙过大等问题发生。

1.2 TSG T7005—2012对盖板的要求

TSG T7005—2012 《电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯与自动人行道》中6.11项★检修盖板和上下盖板应配备一个监控装置。当打开杵架区域的检修盖板和(或)移去或打开楼层板时,驱动主机应当不能启动或者立即停止。

检规针对安装盖板的监控装置进行了要求。然而并没有明确监控装置的安装位置。此项规定的设置初衷是为了保护电梯维保人员的安全。绝大多数电梯厂商将监控装置安装在图1中的3号或者4号盖板下部。但如图2所示,存在“人员坠落、卷入”等风险的区域在2号T型盖板下部。

此项目为★,意味着按照GB 16899—1997以及更早期标准生产的自动扶梯和自动人行道,可以按照《自动扶梯和自动人道监督检验规程》(国质检锅(2002)360号)中的有关规定进行检验的项目。但GB 16899—1997以及更早期标准并没有对此类电气安全装置做设置要求。正在使用的电梯中有相当一部分是没有此监控装置的。

图1 扶梯出入口盖板图示

图2 盖板下空间

1.3 TSG T7007—2016对盖板的要求

2016年6月由国家质检总局批准颁布的TSG T7007—2016《电梯型式试验规则》中较为具体的提出了盖板或者楼层板的相关要求。例如:J5.3项“主要设计图样”的第五项(5)“楼层板的防倾覆机械装置设计图样(如有)”;J5.4项“部件证明文件”中包含“楼层板等型式试验报告和证书复印件”;J6.3.4项“检修盖板和楼层板中要求”应当符合GB 16899中5.2.4的要求。为防止自动扶梯和自动人行道楼层板因乘客踩踏或者自重的作用而发生倾覆、翻转,应当采取适当的措施,如安装楼层板防倾覆装置、螺栓固定等; J6.18项“楼层板强度”楼层板应当能够承受下列要求确定的载荷的较大值:(1)楼层板踏面面积(m2)乘以6000N/m2;(2)每块楼层板2200N。试验时,在自动扶梯和自动人行道的上下部楼层板上,分别放置均匀分布的载荷,在楼层板踏面测得的变形应当不大于4mm,且永久变形不大于1mm。由此看来,最新颁布的《电梯型式试验规则》在扶梯国标和检规中对盖板和楼层板要求的基础上进行了细化和量化,并提出了防止风险产生的措施。弥补了盖板的强度要求和试验方法的空白。

2 关于盖板结构特性和受力分析的探讨

虽然相关法规、标准对盖板进行了一些具体要求。但是还是有一部分问题在制造、安装、检验中被忽视。具体如下:

1)支撑盖板的纵向槽钢需进行具体量化要求。如图3所示。各大电梯制造商对此纵向支撑槽钢的安装标准大相径庭,导致纵向槽钢的质量和支撑效果也是良莠不齐。该槽钢也应采用不小于2mm的不锈钢制作,均具有足够的刚度、强度和耐腐蚀能力,能够承受高峰期乘客载荷。槽钢尺寸应满足盖板受力面积的要求。

2)T型盖板支撑点的问题容易被忽略。请参考图3“T型盖板参考示意图”,自动扶梯的T型盖板的CD,FE一般可靠的安放在图2中的支撑槽钢A,B上,AH一般搭接在前部盖板的凹槽上。假设图3中的ABGH和CDEF长方形的重量为G1和G2,行人对盖板施加的力为G3,压力点距离BG的距离为H。外部压力G3一般为正常人的身体重量G,但是不排除人在通过盖板时快步或者跳跃通过产生的冲击力。假设冲击系数为K(K≥1,一般行走时K约为1),则G3=K×G。当G1×H1/2+K×G×H≥G2×H2/2[式(1)]时, T型盖板就会侧翻。假设某T型盖板,L1=1.70m, L2=1.10m,H1=0.17m,H2=0.49m,盖板总重量为20kg,即G1+G2=20kg,在盖板厚度相同的情况下盖板面积决定了不同区域盖板的重量,ABGH长方形区域盖板面积S□ABGH=L2×H1=0.17×1.1=0.187m2,CDEF长方形区域盖板面积S□CDEF=L1×H2=0.49×1.7=0.833m2。可得G1=20×10×S□ABGH/(S□ABGH+S□CDEF) =200×0.187/1.02≈36.67N,G2=20×10×S□CDEF/(S□ABGH+S□CDEF) =200×0.833/1.02≈163.33N,将H1、H2、G1、G2带入式(1)得0.17×36.67/2+K×G×H≥163.33×0.49/2, 可 得K×G×H≥36.90N,在不考虑人在行走的跨步或者跳跃情况即K=1,则G×H≥36.90N。假设外力作用在盖板ABGH区域中间部位,这时H=H1/2=0.085m,可得G≥434.11N,即当一个43.41kg的重量施加在ABGH长方形中心点的时候就会使其侧翻;假设外力作用在盖板CDEF的BG边缘,这时H=H1=0.17m,可得G≥217.1N,即当一个21.71kg的重量施加在盖板上就会使其翻转。

由式(1)可知。综合以上数据分析,S□ABGH所占整个T型盖板的面积的比重越大,使盖板翻转所需的力就越小。如果考虑到乘客在通过自动扶梯时跳跃或者蹬踏等状况的冲击力,则更小的重量就可以使T型盖板翻转。

图3 T型盖板示意图

3)梳齿板保护伸缩缝成为一个被忽略的重要因素。梳齿板保护一般分为两种:(1)向上移动保护;(2)向后移动保护。以笔者实际测量电梯盖板翻转事故扶梯同型号盖板为例见图1,2号T型盖板与1号盖板的卡槽长度约为23mm。当该自动扶梯盖板完全压实可靠后,1号盖板和2号盖板距离约为17mm。也就意味着梳齿板保护的可伸缩距离为17mm。并且在该电梯盖板完全压实放置后,2号盖板压实在1号盖板的长度仅为6mm。当盖板之间产生磨损、边缘翘起使接触面无法可靠接触,一旦受到瞬间重力或者受力不均匀时,T型盖板会发生瞬间翻转。

3 上述风险的预防措施

1)扶梯设计制造时,2号位置盖板尽可能不采用T型盖板,可采用较为规则的长方形盖板。这样可以保证该盖板受力均匀。如采用T型盖板,在设计过程中应充分考虑两个受力面积与T型盖板面积比例。

2)下部存在风险的T型盖板。应加装安全监控装置并与其他盖板的安全监控装置串联,如果发生盖板打开、翻转等紧急情况电梯可以有效停止运行。防止人被绞入扶梯仍然运转的情况发生。对于图2中所示A和B两个受力平面,应在A、B面下端各设置1～2个机械锁紧装置。该装置将盖板有效锁紧在固定可靠的墙体或者杵架上。

3) 图2中所示T型盖板下部是危险区域,扶梯厂家可将梯级挡板延伸到T型盖板下部并固定可靠并和梯级保证一定的安全尺寸。图2中某扶梯加装盖板支撑梁的设计保证了T型盖板受力可靠,可以有效防止盖板翻转,值得借鉴。

4)相关技术人员可以参照TSG T7007—2016中的相关规定在检验和维保过程中必要时进行盖板强度试验,发现问题及时整改,杜绝事故发生。

[1] 刘锡奎，刘东洋，邢箭．EN115-1：2008+A1《自动扶梯和自动人行道的安全第一部分：制造与安装》解读[M]．北京：中国标准出版社，2012．

[2] TSG T7005—2012电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯与自动人行道[S]．

[3] GB 16899—2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范[S]．

[4] 史信芳．自动扶梯[M]．北京：机械工业出版社，2014．

[5] 赵华振．自动扶梯T型盖板的风险分析和整改方案探讨[J]．中国特种设备安全，2016，32（06）：64-66．

[6] 毛怀新．电梯与自动扶梯技术检验[M]．北京：学苑出版社，2001．

[7] TSG T7007—2016 电梯型式试验规则[S]．

Discussion on the Structural Characteristics and Risk Prevention of the Escalator Entrance Cover Plate

Han Lu Zheng Jinyu
( Jiangsu Province Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute Branch of Xuzhou Xuzhou 221000)

From the recent case of accidents, this paper expounds the requirements of relevant laws and regulations on the escalator cover maintenance, analyzes the escalator entrance cover plate structure and stress analysis, points out the entrance cover potential risks in the process of using, fnally puts forward the risk prevention measures.

Escalator Cover plate Structural characteristic

X924

B

1673-257X(2017)08-0065-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.08.015

韩路（1984～)，男，本科，工程师，从事电梯监督检验工作。

韩路，E-mail： 76927017@qq．com。

2017-02-20）