北京軌道交通自動扶梯系統(tǒng)設(shè)計過程中的關(guān)注要點(diǎn)

張 毅

北京軌道交通自動扶梯系統(tǒng)設(shè)計過程中的關(guān)注要點(diǎn)

張 毅

摘 要：自動扶梯作為城市軌道交通車站直接面向乘客服務(wù)的機(jī)電一體化設(shè)備，安全可靠的運(yùn)行是確保乘客人身安全的必要手段。圍繞北京軌道交通建設(shè)實(shí)際需求出發(fā)，從國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行過程對扶梯最大輸送（或通行）能力選取，出入口自動扶梯布置方案和用戶需求書編制等方面，對自動扶梯系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注問題進(jìn)行了研究，提出明確建議及要求。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；自動扶梯；標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計

張 毅：北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司，工程師，北京 100068

自動扶梯作為直接面向乘客服務(wù)的車站設(shè)備，安全可靠的運(yùn)行是確保乘客人身安全的必要手段。結(jié)合近期頒布實(shí)施的自動扶梯相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計規(guī)范，分析北京軌道交通6、7、14號線等工程建設(shè)過程中遇見的問題，對自動扶梯系統(tǒng)在設(shè)計過程中的應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問題作一些初步探索和研究，對以后工程建設(shè)有所收益。

1　設(shè)計過程中重點(diǎn)關(guān)注的國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)

近年來新頒布實(shí)施的與自動扶梯專業(yè)相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)主要有：GB50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》、GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》、DB11/995-2013《城市軌道交通工程設(shè)計規(guī)范》和DB11/T 705-2010《重型自動扶梯、自動人行道技術(shù)要求》等。GB50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》與DB11/995-2013《城市軌道交通工程設(shè)計規(guī)范》是工程設(shè)計方面規(guī)范；GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》與DB11/T 705-2010《重型自動扶梯、自動人行道技術(shù)要求》是設(shè)備制造、安裝、安全、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面規(guī)范。上述規(guī)范的實(shí)施對強(qiáng)化設(shè)備自身的安全性能，提高工程設(shè)計和建設(shè)質(zhì)量起到了有效的約束和指導(dǎo)作用。

表1　自動扶梯最大輸送（或通行）能力對比表 　 人/h

1.1自動扶梯的最大輸送能力

GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》引入了最大輸送能力的概念，它與理論輸送能力的定義有所不同，是在理論分析基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況綜合分析得來。而在上述幾個規(guī)范中對自動扶梯最大輸送能力的取值各有不同（表1）。

從表1中可以發(fā)現(xiàn)：GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》中界定扶梯最大輸送能力與GB50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》中定義最大通行能力存在12%的差異,該指標(biāo)選取將直接影響火災(zāi)疏散區(qū)域的土建標(biāo)準(zhǔn)和火災(zāi)情況下乘客從站臺疏散到站廳公共區(qū)或其他安全區(qū)域的時間。

GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》作為C類標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋設(shè)備制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)及工程建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域，所涉及的產(chǎn)品以及所涵蓋的危險、危險狀態(tài)和危險事件的范圍在規(guī)范中已明確界定。目前，北京軌道交通在早晚高峰客流和確保災(zāi)害模式下，從乘客的人身安全角度出發(fā)，自動扶梯最大輸送能力應(yīng)選取7 300人/h為宜。

1.2自動扶梯在非運(yùn)行狀態(tài)下能否當(dāng)作固定樓梯使用

GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》“3.1.9自動扶梯帶有循環(huán)運(yùn)行梯級，用于向上或向下傾斜運(yùn)輸乘客的固定電力驅(qū)動設(shè)備。注：自動扶梯是機(jī)器，即使在非運(yùn)行狀態(tài)下，也不能當(dāng)作固定樓梯使用”。根據(jù)GB50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》28.2.12要求，提升高度不超過3層的車站，乘客從站臺疏散到站廳公共區(qū)或其他安全區(qū)域時間不能超過6 min，也對樓扶梯的客流疏散時間進(jìn)行了規(guī)定。

北京軌道交通車站站臺層至站廳層的自動扶梯設(shè)置受車站規(guī)模（如長度、寬度）的限制，B型車8節(jié)編組的車站站臺有效長一般為140～160 m,通常將布置3組樓扶梯。如果執(zhí)行GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》3.1.9的要求，車站內(nèi)需要增加樓梯的寬度或增加上行自動扶梯的數(shù)量才能滿足規(guī)范對疏散的要求。結(jié)合目前北京軌道交通線網(wǎng)客流特點(diǎn)分析，隨著路網(wǎng)的不斷加密，換乘節(jié)點(diǎn)增多，尤其是換乘站的客流均質(zhì)化特點(diǎn)逐步顯現(xiàn)。如果為了滿足自動扶梯在非運(yùn)行狀態(tài)下不能當(dāng)作固定樓梯使用的要求，必須增加樓梯的寬度或上行自動扶梯的數(shù)量，增加工程一次性投入，也增加運(yùn)營成本。樓扶梯組數(shù)的增加也減少站臺層、站廳層公共區(qū)的使用面積。鑒于此條款非強(qiáng)制性條款，且設(shè)備自身滿足做為固定樓梯使用的條件，因此，建議在城市軌道交通新線設(shè)計中應(yīng)該允許在緊急疏散情況非運(yùn)行狀態(tài)下，自動扶梯可以當(dāng)作固定樓梯使用。

2　自動扶梯系統(tǒng)設(shè)計階段工作的關(guān)注重點(diǎn)

自動扶梯系統(tǒng)的設(shè)計階段分為可行性研究設(shè)計、初步設(shè)計和招標(biāo)設(shè)計3個階段。可行性研究設(shè)計階段和初步設(shè)計階段重點(diǎn)是自動扶梯布置方案選擇，如何更好地利用有效空間合理地布置自動扶梯，將直接影響到開通運(yùn)營后設(shè)備運(yùn)營、安全及維護(hù)；招標(biāo)設(shè)計階段用戶需求書的編制是設(shè)備招投標(biāo)依據(jù)，是后期設(shè)備供貨的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是設(shè)計管理工作中應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)。

2.1可行性研究設(shè)計階段和初步設(shè)計階段

2.1.1出入口自動扶梯檢修通道的設(shè)置目前，北京市軌道交通車站出入口通常設(shè)置2臺自動扶梯，采用扶梯相鄰并排或扶梯靠墻中間設(shè)置樓梯布置2種方案。DB11/T 705-2010《重型自動扶梯、自動人行道技術(shù)要求》要求靠墻側(cè)或并排布置的扶梯中應(yīng)設(shè)置寬度不小于500 mm的檢修通道。自動扶梯檢修通道的設(shè)置，主要是方便日常維護(hù)和巡檢維修，提高自動扶梯隱蔽部位的維修效率。由于在整體方案設(shè)計過程中受市政管線、道路位置等因素的制約，穿越中心城區(qū)的線路車站出入口通常沒有設(shè)置檢修通道的條件，

給日后運(yùn)營單位的維修工作帶來很大困難，易留下隱蔽部位的安全隱患。2臺相鄰并排布置的自動扶梯，如果維修人員對自動扶梯桁架側(cè)邊隱蔽部位進(jìn)行維修時，為了維修人員自身安全，相鄰的自動扶梯勢必要停止運(yùn)行，乘客的出行將因此受到影響；如果其中1臺需要搭設(shè)圍擋大修作業(yè)時，由于2臺自動扶梯之間的空間有限，也將會造成另外一臺自動扶梯也無法正常使用，同樣給乘客的出行帶來困難。因此，在出入口建筑方案設(shè)計的過程中應(yīng)為自動扶梯檢修通道盡可能地創(chuàng)造設(shè)置條件，在大客流車站、重點(diǎn)換乘車站，與公交樞紐、火車站等接駁車站，自動扶梯檢修通道的設(shè)置尤其必要。

2.1.2設(shè)計概算

初步設(shè)計概算是上報北京市發(fā)改委審批的基礎(chǔ)資金，也是設(shè)備招標(biāo)價格的核定依據(jù)之一。概算的準(zhǔn)確性對于推進(jìn)工程項(xiàng)目的實(shí)施創(chuàng)造有利的條件，應(yīng)該本著“包得住，有適度余量”的原則編制初步設(shè)計概算。城市軌道交通工程建設(shè)周期較長，初步設(shè)計完成到工程竣工開通試運(yùn)營通常有4～5年時間，由于受材料、人工等因素的影響，采購價格會隨之發(fā)生波動；同時工程建設(shè)的環(huán)境比較復(fù)雜，車站出入口的建設(shè)受市政管線、拆遷等因素制約，出入口扶梯提升高度也會隨之發(fā)生變化，且數(shù)量較多。這2種情況在初步設(shè)計時都無法掌控。

為了確保大提升高度自動扶梯運(yùn)行安全，北京軌道交通結(jié)合運(yùn)營的需求，將提升高度大于10 m的自動扶梯要求采用雙電機(jī)牽引、梯級鏈滾輪外置等配置標(biāo)準(zhǔn)。自GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》實(shí)施以來，對公共交通型扶梯安全性能提出較高的要求，對公共交通型自動扶梯要求全部安裝附加制動器等重要部件。安全標(biāo)準(zhǔn)等因素的提高在一定程度增加了制造商的供貨成本。經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，近3年自動扶梯的供貨價格一直呈上漲的勢頭。

因此，建議自動扶梯設(shè)備概算上應(yīng)留有15%～20%余地，避免最終設(shè)備的結(jié)算價格突破北京市發(fā)改委批復(fù)概算。

2.1.3車站出入口自動扶梯合理設(shè)置

北京三環(huán)內(nèi)設(shè)置的城市軌道交通車站出入口自動扶梯提升高度一般在18～25 m之間，老年人和兒童乘坐向下運(yùn)行的自動扶梯會帶來一些“恐懼感”，而且無人攙扶的老年人在乘梯時，也存在的一定安全風(fēng)險。因此，建議在車站出入口提升高度大于13 m的自動扶梯在管線、遷改允許的條件下盡可能進(jìn)行分段布置，中間設(shè)置休息平臺。在外部條件不具備實(shí)現(xiàn)分段布置的情況下，建議將下行的自動扶梯運(yùn)行速度由0.65 m/s降低為0.5 m/s。

2.2招標(biāo)設(shè)計階段

用戶需求書是自動扶梯系統(tǒng)設(shè)計階段設(shè)備質(zhì)量管控的重點(diǎn)，用戶需求書的編制根據(jù)工程需要和技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)確定自動扶梯的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)，提交符合工程招標(biāo)、設(shè)備采購要求文件。用戶需求書技術(shù)條款的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和精細(xì)程度直接影響到設(shè)備供應(yīng)商的投標(biāo)報價和后期設(shè)備供貨的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.1公共交通型自動扶梯技術(shù)要求的重點(diǎn)項(xiàng)把控

北京軌道交通為了確保這類大提升高度扶梯的安全運(yùn)營，除了設(shè)備必須滿足GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》等規(guī)范的相關(guān)要求外，還應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)主要技術(shù)要求：

（1）上導(dǎo)軌轉(zhuǎn)彎半徑≥3 600 mm（當(dāng)提升高度大于10 m時）, 下導(dǎo)軌轉(zhuǎn)彎半徑≥2 000 mm；

（2） 梯級鏈采用套筒滾子鏈，梯級鏈滾輪外置的結(jié)構(gòu)形式，扶梯下端部桁架內(nèi)設(shè)梯級鏈張緊裝置；

（3）自動扶梯在頭部和下頭部曲線段設(shè)置梯級鏈卸載導(dǎo)軌。

2.2.2增加附加制動裝置動作工況的要求

GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》對工作制動器、附加制動器工作狀況、制停距離等都做了明確要求。在規(guī)范的基礎(chǔ)上，要求安全電路中斷、急停開關(guān)停止扶梯情況下，工作制動器、附加制動器動作是保障情急情況下乘客人身安全的有效手段，因此，在北京軌道交通使用的自動扶梯不僅要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)遵循“匯總表”（表2）要求進(jìn)行配置。

表2　工作制動器、附加制動器工作情況匯總表

3　建議

（1）從北京軌道交通的遠(yuǎn)期高峰小時客流和確保災(zāi)害模式下乘客的人身安全的角度出發(fā)，1 m寬自動扶梯在0.65 m/s運(yùn)行速度下最大輸送（或通行）能力應(yīng)選取7 300人/h。

（2）針對出入口提升高度大于13 m自動扶梯數(shù)量多的特點(diǎn)，一方面，在管線遷改等外部條件允許下盡可能對大提升高度的自動扶梯分段布置；另一方面，在設(shè)備招標(biāo)用戶需求書中應(yīng)對其上、下導(dǎo)軌轉(zhuǎn)彎半徑，套筒滾子鏈選型等方面提出高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

（3）在安全電路中斷、急停開關(guān)停止扶梯運(yùn)行情況下，工作制動器、附加制動器應(yīng)配合動作，以保障乘客人身安全。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯 毛 靜

Key Focus of Design Process of Escalators in Beijing Metro

Zhang Yi

Abstract:Escalator in metro station as an electromechanical integration equipment directly provides the passenger service, and safe and reliable operation is a must to ensure the safety of passengers. Focusing on the actual demand of Beijing metro construction starting from the implementation process of the GB (national standards) and local standards (DB), the paper studies the selection of the maximum carrying (or go through) ability of escalator, escalator entrance and exit layout and user requirement book compilation etc, and also discusses the main problems in the escalator system design process, and it puts forward recommendations and requirements.

Keywords:metro, escalator, standard, design

收稿日期2014-12-11

中圖分類號：TU857