淺談自動扶梯和人行道出入口蓋板結構強度計算

耿青武 李少永

東芝電梯(中國)有限公司 遼寧 沈陽 110168

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。

檢修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。

檢修蓋板和樓層板應是無孔的。檢修蓋板應同時符合其安裝所在位置的相關要求。

1.2 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。

其中J6.18“樓層板強度”項對樓層板強度進行了規定：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。

由此可知,TSG T7007—2016《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。對結構強度設計標準給予了依據。

2 樓層板撓度變形研討

2.1 力學模型確認 在自動扶梯和人行道運轉時,樓層板翻轉的安全事故不會經常發生,但會對自動扶梯上的人員造成人身致命的傷害,因此大家應該注重對于自動扶梯樓層板的設計提升。

樓層板安裝時,通常自動扶梯廠家采用直接放置在兩端邊框上,所以可以將每塊樓層板簡化為獨立的簡支梁,如下圖所示：

圖1 受力簡圖

由《機械設計手冊》第5版第1卷-表4.1-23(7)可知上圖簡支梁撓度變形公式為：

δ——最大撓度、q——均布載荷、L——樓層板長度

E——彈性模量,碳鋼通常為210000MPa

I——慣性矩

2.2 詳細研討 由(1)式可知,為了計算出樓層板最大撓度變形量,需對各樓層板的慣性矩進行計算。各樓層板由于寬度不同,總計計算方法如下：

對各斷面進行制圖(圖2、圖3),通過AUTOCAD的【工具集】→【計算】→【慣性矩】來計算。

圖2 受力簡圖

圖3 受力簡圖

在計算過程中,會出現計算結果不滿足TSG T7007—2016的要求,或者計算結果不理想,通?？刹捎迷黾友a強厚度的方法實施,或者按圖3實施增加補強板。

3 樓層板結構改進意見

為了避免自動扶梯蓋板發生翻轉對人員的傷害加重,可以改變自動扶梯樓層板的設置,增加自動扶梯樓層板下面的支撐架,減少由于受到外力的作用,造成樓層板出現變形,增加樓層板的受力最大負荷,減少由于變形產生的傷害。

隨著自動扶梯和自動人行道的大規模使用,其所帶來的安全隱患也在增加,應得到人們的足夠重視,本文對樓層板撓度變形計算方法給予簡要說明,此方法可以實施簡單快捷的計算驗證。隨著仿真模擬技術的仿真,對于結構復雜且需要詳細的計算情況,可應用仿真技術對樓層板結構特性及強度實施研究計算,更為準確的、詳細的進行研討。