電梯抗震性能分析

藍偉男

摘 要：通過分析地震對電梯的多種損壞形式，如對重架脫軌、對重塊墜落、控制電纜和限速繩的糾纏、極限開關和層站開關的損壞以及其它損害，認為對重裝置脫軌是地震中最為常見的損壞形式，討論了國內對電梯抗震的規范和要求，介紹了對重移位警告器和電子地震探測器這兩種電梯抗震保護的措施，電梯是建筑物的輔助體，電梯是保障居住者生命安全的重要途徑，因此，電梯抗震性能的研究對電梯行業是一項重要的課題。

關鍵詞：電梯抗震 損壞 性能 分析

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（b）-0082-02

地震是對人類生存安全危害最大的自然災害之一，21世紀以來，我國發生多起重大地震災害，其中主要包括：2008年四川汶川5·12ML8.0級地震，2010年青海玉樹4·4ML7.1級地震。隨著社會生產力的不斷提高，經濟的快速發展，城市化建設越來越快，地震帶來的一些新的次生災害也隨之出現。據國家質檢總局特種設備安全監察局提供的信息，汶川大地震對成都、雅安、阿壩、德陽、廣源、綿陽等重災區的20041部電梯造成了不同程度的損壞。距汶川92km的成都市區，地震后大部份建筑物基本完好，沒有受到強震的破壞。但在市區的建筑物中安裝使用的電梯卻遭受到比較嚴重的破壞。震后第二天，有關部門對成都市區16800余臺電梯的狀況進行調查，結果顯示：50%的電梯在地震中遭到不同程度的損壞，其中千余臺電梯損壞嚴重不能正常使用。地震對電梯的損壞影響了災區人民的生活和工作，也讓人們重新審視電梯的安全性能，特別是電梯的抗震性能。

1 地震對電梯的影響

“5·12”地震后，有關部門對成都市25家單位218臺電梯進行了性能檢測，其中在地震中受到損害的有24臺，約占總數的11%。通過地震后對電梯不同程度的損壞情況進行整理統計，對比分析得到數據表1[1]。

從表1可以看出，對重裝置脫軌是地震中最為常見的損壞形式，有關文獻還表明，在地震后，許多損壞的電梯還在繼續運行，這就導致當轎廂運動時，電纜糾纏、補償鏈和限速器繩等方面的小問題加劇了電梯更大的損壞。

圖1顯示了電梯井道中大部份容易損壞的部件[2-3]。

1.1 對重架脫軌

對重架脫軌是地震中電梯損壞最多的原因，對重架脫軌嚴重時碰到轎廂，會使轎廂發生變形，脫軌的對重架如果繼續運行，會對電梯產生新的損壞，例如導致對重架與安裝在井里的導軌支架、轎頂防護欄、補償鏈（繩）、對重防護欄等設備產生碰撞[4]。

1.2 對重塊墜落

放置在對重架中的對重塊為實心鑄鐵（或實心礦物塊），當對重塊受地震水平加速度和垂直加速度的作用，向壓緊裝置和對重架撞擊產生變形，導致對重塊從對重架中脫落。這種現象會危及乘客和井道內的工作人員的生命安全。

1.3 控制電纜和限速繩的糾纏

控制電纜和限速繩正常工作時能在井道自由擺動，地震時，控制電纜和限速繩就很容易糾纏到井道中凸出的裝置中，如果電梯還繼續運行，就會導致更嚴重的故障。

1.4 極限開關和層站開關的損壞

極限開關和層站開關是井道中凸出的裝置，用來控制轎廂的停層，在地震中，這些凸出裝置很容易受到沖擊而變形，導致轎廂不能在預先設定的位置停靠。

1.5 其他損壞

通過震后的電梯安全檢查，發現電梯嚴重損壞的原因還有很多方面，如補償鏈纏繞、斷裂；曳引鋼絲繩斷股；制動器調節桿彎曲；轎廂嚴重變形；電梯主板損壞；繩頭彈簧斷裂；補償鏈導向輪損壞等[5]。

2 電梯抗震保護的討論

2.1 國內對電梯抗震的規范和要求

目前世界部分國家為防范地震對電梯損壞以及人員的傷亡，在發生地震的情況下對電梯要求作出了具體的規定，我國也陸續出臺了電梯抗震安全技術要求標準，提高我國電梯的抗震性能，減少震區電梯損失、確保人民生命安全。

1997年我國頒布了《中華人民共和國防震減災法》，其中第17條明確規定“新建、擴建、改建建設工程、必須達到抗震設防要求“，但是沒有明確規定建筑物所屬設施電梯的抗震要求。

2012年，由河南省焦作市特種設備檢測檢驗所編制的河南省地方標準《電梯抗震防護要求》（DB41/T 720-2012）通過國家質檢總局備案并正式頒布實施。

2012中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會出臺地震情況下的電梯和自動扶梯要求匯編報告GB/Z 28597-2012。

2014國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會頒布地震情況下的電梯要求GB/T 31095-2014。

2.2 電梯抗震保護裝置

當發生地震時，現代的電梯系統通常有幾種方法來檢測電梯是否受到損壞而終止電梯運行。對重移位警告器，這是一個簡單的機械方法，將該產品與繼電線路連接，兩根鋼絲繩并行連向導軌，并從對重裝置導軌上吊環螺栓孔中穿過，如有吊環接觸到鋼絲繩（即對重移位），繼電線路會閉合，就會產生信號通知控制柜，控制柜就會立即使轎廂停止。

另外一種更精確的方法是用電子地震探測器（通過三軸），此法是探測器探測地震參數超過程序規定時，將信號傳遞控制柜，讓轎廂以快速靠停最近的層站，使乘客最短時間逃生。

3 結語

電梯的抗震性和在地震時安全使用電梯，已越來越迫切地擺在電梯行業的日程上。面對電梯技術和產品的這種大好形勢，在我們繼續關注電梯的安全和性能要求的同時，新的重要安全要求已擺在我們面前，需要引起電梯行業和國家主管部門的注意，這就是電梯的抗地震性能或抗地震安全要求。現在我國已有幾百萬臺以上新老電梯伴隨著樓群在人口密集地區日夜運行，人們對電梯的依賴性越來越大。除了品牌、價格、質量、功能等外，人們普遍關心的還是電梯運行的安全可靠性及突發事態下的安全感。在人類對地震這一自然災害還不能準確預報和加以控制的情況下，與建筑物對抗震要求一樣，電梯的抗震性能和要求必然引起人們的關注。我國雖然出臺了相關的規范，但還缺乏電梯抗震方面的強制性安全要求，面對震后電梯損壞的教訓，應該借鑒歐美、日本等發達國家的經驗并結合我國的國情，盡快完善我國抗震技術規范與標準。

參考文獻

[1] 歐陽惠卿，金春.美國和日本的電梯抗震標準對我們的啟示[J].質量與標準，2014（2）：56-58.

[2] 孫立新.地震對電梯的損壞及對策[J].中國特種設備安全，2008，24（6）：72-74.

[3] 閔傳宏.電梯抗震性能分析方法[J].機電工程技術，2013，42（8）：216-218.

[4] 楊桂才，戴光宇，郭超，等.四川5.12大地震電梯損壞給我們的啟動[J].中國特種設備安全，2008，24（11）：29-32

[5] 張健.淺析電梯抗震性能分析方法[J].科技資訊，2009（3）：132.