淺談自動扶梯出入口蓋板結構特性和風險預防

韓 路 鄭金玉

(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院徐州分院 徐州 221000)

淺談自動扶梯出入口蓋板結構特性和風險預防

韓 路 鄭金玉

(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院徐州分院 徐州 221000)

本文從近期事故案例出發，闡述了相關法規對自動扶梯檢修蓋板的要求，分析了自動扶梯出入口蓋板的結構特征和受力分析，指出了出入口蓋板在使用過程中存在的潛在風險，最后提出風險預防措施。

自動扶梯 蓋板 結構特性

1 相關法規、標準對自動扶梯蓋板和樓層板的要求

1.1 GB 16899—2011對蓋板的要求

GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范 》中5.2.4項對檢修蓋板規定如下:檢修蓋板和樓層板應設置一個符合表6的n)的電氣安全裝置。出入口蓋板和樓層板應只能通過鑰匙或專用工具開啟。如果檢修蓋板和樓層板后的空間是可進入的,即使上了鎖也應能從里面不用鑰匙或工具把檢修蓋板和樓層板打開。蓋板和樓層板應是無孔的。蓋板應同時符合其安裝所在位置的相關要求。

規范中提到“檢修蓋板和樓層板應只能通過鑰匙或專用工具開啟”。有部分電梯廠商會對圖1中的3號或者4號蓋板使用螺絲固定。部分廠商沒有設置螺絲鎖緊,維保人員直接用專業工具從蓋板邊緣開啟。根據筆者在檢驗過程中的觀察,一部分粗心的電梯維保人員在裝卸蓋板的時候會忘記安裝螺絲固定,部分電梯螺絲丟失。從而導致蓋板安裝固定不可靠,蓋板之間縫隙過大等問題發生。

1.2 TSG T7005—2012對蓋板的要求

TSG T7005—2012 《電梯監督檢驗和定期檢驗規則—自動扶梯與自動人行道》中6.11項★檢修蓋板和上下蓋板應配備一個監控裝置。當打開杵架區域的檢修蓋板和(或)移去或打開樓層板時,驅動主機應當不能啟動或者立即停止。

檢規針對安裝蓋板的監控裝置進行了要求。然而并沒有明確監控裝置的安裝位置。此項規定的設置初衷是為了保護電梯維保人員的安全。絕大多數電梯廠商將監控裝置安裝在圖1中的3號或者4號蓋板下部。但如圖2所示,存在“人員墜落、卷入”等風險的區域在2號T型蓋板下部。

此項目為★,意味著按照GB 16899—1997以及更早期標準生產的自動扶梯和自動人行道,可以按照《自動扶梯和自動人道監督檢驗規程》(國質檢鍋(2002)360號)中的有關規定進行檢驗的項目。但GB 16899—1997以及更早期標準并沒有對此類電氣安全裝置做設置要求。正在使用的電梯中有相當一部分是沒有此監控裝置的。

圖1 扶梯出入口蓋板圖示

圖2 蓋板下空間

1.3 TSG T7007—2016對蓋板的要求

2016年6月由國家質檢總局批準頒布的TSG T7007—2016《電梯型式試驗規則》中較為具體的提出了蓋板或者樓層板的相關要求。例如:J5.3項“主要設計圖樣”的第五項(5)“樓層板的防傾覆機械裝置設計圖樣(如有)”;J5.4項“部件證明文件”中包含“樓層板等型式試驗報告和證書復印件”;J6.3.4項“檢修蓋板和樓層板中要求”應當符合GB 16899中5.2.4的要求。為防止自動扶梯和自動人行道樓層板因乘客踩踏或者自重的作用而發生傾覆、翻轉,應當采取適當的措施,如安裝樓層板防傾覆裝置、螺栓固定等; J6.18項“樓層板強度”樓層板應當能夠承受下列要求確定的載荷的較大值:(1)樓層板踏面面積(m2)乘以6000N/m2;(2)每塊樓層板2200N。試驗時,在自動扶梯和自動人行道的上下部樓層板上,分別放置均勻分布的載荷,在樓層板踏面測得的變形應當不大于4mm,且永久變形不大于1mm。由此看來,最新頒布的《電梯型式試驗規則》在扶梯國標和檢規中對蓋板和樓層板要求的基礎上進行了細化和量化,并提出了防止風險產生的措施。彌補了蓋板的強度要求和試驗方法的空白。

2 關于蓋板結構特性和受力分析的探討

雖然相關法規、標準對蓋板進行了一些具體要求。但是還是有一部分問題在制造、安裝、檢驗中被忽視。具體如下:

1)支撐蓋板的縱向槽鋼需進行具體量化要求。如圖3所示。各大電梯制造商對此縱向支撐槽鋼的安裝標準大相徑庭,導致縱向槽鋼的質量和支撐效果也是良莠不齊。該槽鋼也應采用不小于2mm的不銹鋼制作,均具有足夠的剛度、強度和耐腐蝕能力,能夠承受高峰期乘客載荷。槽鋼尺寸應滿足蓋板受力面積的要求。

2)T型蓋板支撐點的問題容易被忽略。請參考圖3“T型蓋板參考示意圖”,自動扶梯的T型蓋板的CD,FE一般可靠的安放在圖2中的支撐槽鋼A,B上,AH一般搭接在前部蓋板的凹槽上。假設圖3中的ABGH和CDEF長方形的重量為G1和G2,行人對蓋板施加的力為G3,壓力點距離BG的距離為H。外部壓力G3一般為正常人的身體重量G,但是不排除人在通過蓋板時快步或者跳躍通過產生的沖擊力。假設沖擊系數為K(K≥1,一般行走時K約為1),則G3=K×G。當G1×H1/2+K×G×H≥G2×H2/2[式(1)]時, T型蓋板就會側翻。假設某T型蓋板,L1=1.70m, L2=1.10m,H1=0.17m,H2=0.49m,蓋板總重量為20kg,即G1+G2=20kg,在蓋板厚度相同的情況下蓋板面積決定了不同區域蓋板的重量,ABGH長方形區域蓋板面積S□ABGH=L2×H1=0.17×1.1=0.187m2,CDEF長方形區域蓋板面積S□CDEF=L1×H2=0.49×1.7=0.833m2?？傻肎1=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,將H1、H2、G1、G2帶入式(1)得0.17×36.67/2+K×G×H≥163.33×0.49/2, 可 得K×G×H≥36.90N,在不考慮人在行走的跨步或者跳躍情況即K=1,則G×H≥36.90N。假設外力作用在蓋板ABGH區域中間部位,這時H=H1/2=0.085m,可得G≥434.11N,即當一個43.41kg的重量施加在ABGH長方形中心點的時候就會使其側翻;假設外力作用在蓋板CDEF的BG邊緣,這時H=H1=0.17m,可得G≥217.1N,即當一個21.71kg的重量施加在蓋板上就會使其翻轉。

由式(1)可知。綜合以上數據分析,S□ABGH所占整個T型蓋板的面積的比重越大,使蓋板翻轉所需的力就越小。如果考慮到乘客在通過自動扶梯時跳躍或者蹬踏等狀況的沖擊力,則更小的重量就可以使T型蓋板翻轉。

圖3 T型蓋板示意圖

3)梳齒板保護伸縮縫成為一個被忽略的重要因素。梳齒板保護一般分為兩種:(1)向上移動保護;(2)向后移動保護。以筆者實際測量電梯蓋板翻轉事故扶梯同型號蓋板為例見圖1,2號T型蓋板與1號蓋板的卡槽長度約為23mm。當該自動扶梯蓋板完全壓實可靠后,1號蓋板和2號蓋板距離約為17mm。也就意味著梳齒板保護的可伸縮距離為17mm。并且在該電梯蓋板完全壓實放置后,2號蓋板壓實在1號蓋板的長度僅為6mm。當蓋板之間產生磨損、邊緣翹起使接觸面無法可靠接觸,一旦受到瞬間重力或者受力不均勻時,T型蓋板會發生瞬間翻轉。

3 上述風險的預防措施

1)扶梯設計制造時,2號位置蓋板盡可能不采用T型蓋板,可采用較為規則的長方形蓋板。這樣可以保證該蓋板受力均勻。如采用T型蓋板,在設計過程中應充分考慮兩個受力面積與T型蓋板面積比例。

2)下部存在風險的T型蓋板。應加裝安全監控裝置并與其他蓋板的安全監控裝置串聯,如果發生蓋板打開、翻轉等緊急情況電梯可以有效停止運行。防止人被絞入扶梯仍然運轉的情況發生。對于圖2中所示A和B兩個受力平面,應在A、B面下端各設置1～2個機械鎖緊裝置。該裝置將蓋板有效鎖緊在固定可靠的墻體或者杵架上。

3) 圖2中所示T型蓋板下部是危險區域,扶梯廠家可將梯級擋板延伸到T型蓋板下部并固定可靠并和梯級保證一定的安全尺寸。圖2中某扶梯加裝蓋板支撐梁的設計保證了T型蓋板受力可靠,可以有效防止蓋板翻轉,值得借鑒。

4)相關技術人員可以參照TSG T7007—2016中的相關規定在檢驗和維保過程中必要時進行蓋板強度試驗,發現問題及時整改,杜絕事故發生。

[1] 劉錫奎，劉東洋，邢箭．EN115-1：2008+A1《自動扶梯和自動人行道的安全第一部分：制造與安裝》解讀[M]．北京：中國標準出版社，2012．

[2] TSG T7005—2012電梯監督檢驗和定期檢驗規則—自動扶梯與自動人行道[S]．

[3] GB 16899—2011 自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范[S]．

[4] 史信芳．自動扶梯[M]．北京：機械工業出版社，2014．

[5] 趙華振．自動扶梯T型蓋板的風險分析和整改方案探討[J]．中國特種設備安全，2016，32（06）：64-66．

[6] 毛懷新．電梯與自動扶梯技術檢驗[M]．北京：學苑出版社，2001．

[7] TSG T7007—2016 電梯型式試驗規則[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

韓路（1984～)，男，本科，工程師，從事電梯監督檢驗工作。

韓路，E-mail： 76927017@qq．com。

2017-02-20）