公共交通型扶梯設計問題分析

耿 鵬

（廣州廣日電梯工業有限公司，廣東 廣州511447）

0 引言

當前，自動扶梯已經在各種公共場所廣泛應用，成為一種便于人們出行的運輸工具；尤其在地鐵站、火車站等大型公共交通運行場所，它給人們帶來了很大方便。大型公共交通場所的特殊性對扶梯的設計提出了更高的要求，既要具有安全性、穩定性，又要便于后期維護，且使用壽命較長。據此，公共交通型扶梯的設計需綜合考慮多方面要素，以下將結合我國公共交通型扶梯應用的實際情況，對設計中的相關問題進行分析。

1 公共交通型扶梯設計時應關注的條件

我國一些公共交通型扶梯在室外環境下運行，經常會遇到惡劣的天氣，再加上每天運行的時間較長、負載較大，從而給設計工作增加了難度。因此在設計過程中，應綜合考慮如下條件：

1.1 特殊的運行環境

在地鐵站或者火車站等，自動扶梯往往在露天或地下環境運行，需承受風沙、雨雪、日照等的侵襲。那么設計的扶梯就要具有耐高溫、耐潮濕、耐腐蝕等性質，這樣才能滿足長期特殊環境的運行需要。

1.2 日常運行的高負荷量

由于公共交通場所的人流量較大且持續時間較長，所以扶梯往往處于連續運行狀態，例如，火車站的自動扶梯每天至少運行16 h，地鐵的自動扶梯每天至少運行14 h，而且火車進站或者地鐵列車進站時，也就是扶梯客流的高峰段，荷載力較為集中，這就要求自動扶梯必須具備一定的載重能力，且在滿員狀態下仍配置有一定的富余量。根據我國電梯設計的相關規定，如果扶梯寬度為1 m，那么其制動負荷應該為120 kg／梯級。

1.3 長期不間斷運行

火車站、地鐵站等屬于國家投資的公益項目，而自動扶梯作為這些場所的固定設備，每天不間斷地運行，對其使用壽命提出了較高要求。由于扶梯的設計與安裝是個較為復雜的過程，因此一旦投入使用，其壽命至少在20年以上，對零部件的質量提出了極大的要求，這些都是設計中要著重思考的問題。

2 公共交通型扶梯的設計要點

公共交通型扶梯的設計，必須綜合考慮多方面要素，注重各個細節的設計與規范，這樣才能保證其投入運行后的穩定性、可靠性。公共交通型扶梯的設計可從以下幾方面著手：

2.1 桁架的設計

桁架是扶梯的基礎，其設計主要考慮以下2方面：（1）撓度的確定。根據扶梯設計的規定，一般桁架撓度應控制到1／750以上，而考慮公共交通型扶梯的特殊性，其撓度應控制在1／1 000以上，可以說公共交通型扶梯的設計標準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行條件的特殊性，這對桁架的抗侵蝕性能提出了較高要求，可采用熱鍍鋅的工藝，目前我國這種工藝已經非常成熟，當鋅層厚度達到100μm時其抗腐蝕性能可持續30年以上。如果桁架表面的鍍層已經消耗，還可以進行二次表面處理，以便長期使用。

2.2 梯級寬度與數量的設計

一方面，梯級的寬度主要根據公共交通場所的客流量而定，這也決定了其后期運行可承載的人流量及消耗的能量。根據我國扶梯的應用情況來看，一般可分為0.6 m、0.8 m和1.0 m 3種，應結合所處地區的實際情況優化選擇。另一方面，梯級的總數量主要根據公共交通場所的空間大小而定，梯級的水平數量即到達扶梯終點時的緩沖梯級數量，以地鐵建設為例，一般自動扶梯的速度控制在0.5 m／s左右，其水平梯級至少3～4塊，這樣才能給乘客留有反應時間；尤其在公共交通場所，常有乘客攜帶大型行李，更要適當增加水平梯級的數量，保證安全。

2.3 扶梯傾斜角度的設計

我國大多公共交通型扶梯的傾角控制在30°之內，如果坡度過陡，可能會留下安全隱患；如果坡度過緩，也會浪費空間，同時增大電梯運行的消耗。

2.4 扶梯運行速度的設計

自動扶梯是大型公共交通場所的垂直運輸工具，其運行速度的快慢決定了輸送的能力，同時人們為了趕地鐵、趕火車，也對扶梯運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，不能隨意設定扶梯速度。我國《地鐵設計規范》規定，地鐵車站的扶梯運行速度應≥0.5 m／s。

2.5 扶梯運行承載力的設計

若扶梯運行速度為0.5 m／s，梯級寬度是1.0 m，那么扶梯的運輸能力為1萬余人次／h；在設計扶梯可承載力時，應該取理論值的80%左右，適當控制運送人次不會達到最大值。另外，由于公共場所有防火需求，發生火災時，扶梯也可作為安全通道，設計時必須考慮事故安全疏散的時間。

3 公共交通型扶梯的安全性設計

公共交通型扶梯具有其自身的特殊性，這對其運行的安全性提出了較高要求，因此在設計中應適當增加安全裝置。

3.1 合理確定扶梯安裝位置

根據應用位置的不同，公共交通型扶梯可選擇室內和室外2種機型。例如，在地鐵站的站臺、火車站的月臺等，都可使用室內扶梯；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、霜、雨、雪等條件，提高配件性能，保證順利運行。

3.2 綜合考慮扶梯的運行性能

在不同的公共交通場所，扶梯運行所處的環境也有所不同，如果采用室外扶梯，其電源容量除了滿足基本的扶梯運行需要外，還需要帶動加熱器的運行，其中驅動電機、加熱器的功率也會不斷變化。如果采用室內扶梯，其電源容量只要支撐驅動電機工作即可。因此，室外扶梯與室內扶梯需要的電源容量支撐不同，應根據設計的實際情況優化選擇。

3.3 扶梯扶手的安全保護

一方面，應該在扶梯的扶手帶上安裝保護裝置，盡管公共交通型扶梯的扶手帶破斷力較大，但是安全保護裝置必不可少，如果扶手帶斷裂，則扶梯及時停止運行，以免發生乘客摔倒、踩踏等事故；另一方面，扶手帶應加裝自動檢測裝置，由于公共交通場所的人流量較大，需要實時測定扶梯扶手帶的速度偏差，如果該偏差已經超過1.5%～2%，裝置發出提示信號，如果偏差長期得不到糾正，則扶梯停止運行。

3.4 加裝制動器

在公共交通場所，無論扶梯的提升高度、荷載力為多少，加裝制動器都非常必要，當電梯內部的制動器發生獨立制動時，下行扶梯能夠自動停止運行，而且上行的扶梯也不會出現逆轉現象。

3.5 安裝裙板毛刷

在電梯的裙板和梯級之間，一般存在一定的縫隙以保證運行，但是這道縫隙極易夾到乘客的褲子。為了避免這種情況發生，一般在扶梯裙板的后面安裝了開關，可以控制電梯的運行，然而只有當人在自動扶梯的上下轉彎位置時才能操控，如果上下2個開關的距離超過了10 m，也會考慮在傾斜的位置再加裝1個開關。但是畢竟安裝開關的位置有限，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行需要

我國大部分地區冬季的室外溫度較低，尤其北方的冬季室外經常結冰，遇到雨雪天氣后，扶梯的梯級也會上凍、結冰，影響了扶梯的啟動。因此，在室外扶梯上應有加熱裝置，不斷給扶梯輸送熱量，減少因為溫度低而結冰的現象；可以將加熱器設計在梳齒板下部，既可防止結冰，也可將冰碴融化。

3.7 做好防水工作

在扶梯的扶手帶中，應添加防水纖維結構；并且在扶梯中設置水位保護開關，如果下機艙的水位超過了預定的限度，那么電梯就會自動切斷運行，以免水分滲入到電梯內部，燒壞零部件。由于電梯長期運行，其內部零件應符合高防護等級要求。

4 結語

總之，公共交通型扶梯的設計一方面要滿足應用的基本要求，盡量降低成本；另一方面，也要保證扶梯投入運行后的安全性，便于維護與保養，這樣公共交通型扶梯才能更好地為人們的出行提供運輸服務。

［1］呂英輝.自動扶梯或傾斜式自動人行道的防逆轉保護［J］.中國科技信息，2010（15）

［2］薛維政.多級驅動公共交通型自動扶梯結構特點分析［J］.地下工程與隧道，2010（1）