自动扶梯桁架构造的创新优化

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：目前自动扶梯的桁架都是由碳钢型材焊接制作而成的，一般以角钢和中空方钢为主材。也有的生产厂将角钢和方钢搭配使用，其中弦材采用方钢，以减轻桁架的总体重量。图2-1-1 角钢为主要型材的桁架结构图2-1-2 中空方钢为主要型材的桁架结构随着技术的发展，桁架技术也在革新，除了目前通过焊接形式而成的桁架主体外，还有其他形式的结构。由于中间支承件通常是在桁架主体架构制作时整体焊接的，因此其属于桁架主体构架的一部分。

桁架主体构造是指由各金属构件通过焊接而成的一个整体，如图2-0-1所示，一般由端部托梁，上、下弦材，纵梁，斜材，横梁，底部封板及其支持件，中间支承件，起吊部件和其他支架等构件焊接而成。

目前自动扶梯的桁架都是由碳钢型材焊接制作而成的，一般以角钢和中空方钢为主材。

采用角钢型材制作桁架由于易于保证焊接的质量，使用最为普遍（图2-1-1）；采用中空方钢为主材制作桁架，具有质量较轻的优点（图2-1-2）。也有的生产厂将角钢和方钢搭配使用，其中弦材采用方钢，以减轻桁架的总体重量。

图2-1-1 角钢为主要型材的桁架结构

图2-1-2 中空方钢为主要型材的桁架结构

随着技术的发展，桁架技术也在革新，除了目前通过焊接形式而成的桁架主体外，还有其他形式的结构。如通过在自动扶梯井道上相应增加类似桁架作用的支承结构，用以安装扶梯其他部件，这就突破了上述整体焊接的传统结构。此外，还有无焊接桁架技术，即通过螺栓联接等方式组装起来的结构。

下面将对各组成构件进行介绍。

1.端部托梁

端部托梁也叫承重梁、支承梁等，用于搭接在建筑物承重梁的预留钢板上，与中间支承（如有）一起支撑整个自动扶梯，是扶梯关键受力件。目前自动扶梯的端部托梁通常由角钢型材制作而成，型材规格一般为200mm×200mm×20mm和200mm×200mm×24mm等，主要结构形式有一体式和分体式两种，如图2-1-3所示。

图2-1-3 端部托梁结构示意图

由于自动扶梯在运行时会产生一定的振动，为了减少振动和噪声的传播，在要求较高的场合，支承梁与土建的预埋钢板之间还设有防振橡胶垫（考虑到载荷比较大，该橡胶垫通常为硬质材料的高强度橡胶，同时有一定的防老化功能），将金属构架与建筑物隔离开来，如图2-1-4所示。

图2-1-4 支承梁的防振橡胶垫

2.上、下弦材

上、下弦材也叫上下弦杆，相当于桁架的主梁，是又一种主要承载构件。它由上水平段弦材、倾斜段弦材、下水平段弦材组成（图2-0-1）。上、下弦材各自都呈左右对称状态分布。

弦材的型材种类有角钢和中空方钢两种，其常用规格如下：

（1）角钢常用规格有125mm×80mm×12mm、125mm×80mm×10mm、100mm×80mm×8mm等。

（2）中空方钢常用规格有□110mm×80mm×10mm、□120mm×60mm×5mm、□100mm×50mm×5mm等。

由于上弦材所承受的载荷相对于下弦材大，为了提高材料的利用率，通常下弦材的材料规格会比上弦材小。

3.纵梁

纵梁是垂直连接上、下弦材的构件，通常在桁架中间段、上下水平段作均匀分布。相邻两个纵梁的间距通常为900～1200mm不等。纵梁的分布关系到桁架的强度与刚度，其中纵梁的深度决定了桁架的截面高度，直接关系到桁架的挠度。同样规格及承载情况下，纵梁越深，桁架的挠度越小。总之，纵梁间距、深度大小与型材规格需根据自动扶梯的提升高度、挠度要求等实际情况进行配置。

4.斜材

斜材位于上、下弦材及两相邻纵梁之间，呈对角线形式布置，其作用通常只在于增加桁架强度及挠度，防止扭曲变形。值得指出的是，在同样规格及纵梁深度的情况下，斜材的布置方式与桁架挠度、强度也有关系，如图2-1-5所示的3种布置方式中，方案3最优，方案2其次，方案1较差。

5.横梁

横梁通常焊接在两个对称布置的纵梁上，极个别情况下也固定在斜材或者其他部件上，主要用于安装导轨支架等。由于考虑到装配方便性等，有的桁架结构的上、下水平部横梁与导轨部件组合一起后再整体安装到桁架上，此时的横梁是通过螺栓安装方式加以固定的。

图2-1-5 桁架斜材布置示意图

6.底部封板及其支持件

由于在桁架内安装了许多的运动部件，如驱动主机、上下部链轮、梯级链、驱动链、扶手带链等，为了保证以上运动部件运转正常，要定时给以上部件加润滑油。在加润滑油和扶梯运行的过程当中，润滑油就会流到桁架内面。为了不让润滑油及梯级运行垃圾掉落影响其他设备和污染环境等，桁架须有底部封板及相关构件。同时，由于在自动扶梯装配期间和后期维修保养时，封板上可能要站人，所以封板必须要有一定的强度。除此之外，考虑到该部件的面积较大，焊接过程或者表面处理过程可能会产生较大变形，因此设计时会根据需要设置支持件等。

封板的支持件是沿着整个桁架底部封板进行布置的（在桁架底部封板板材厚度较大的情况下，也可相应减少或取消支承构件），其通常由规格较小的角钢、槽钢或者钣金件制作而成，除了支撑底部封板及防止变形之外，其对桁架的扭曲变形也具有一定的作用。

图2-1-6是在桁架驳接段位置的底部封板驳接示意图。除了水平人行道之外，为避免漏油，通常采用搭接方式进行驳接，驳接后加以焊接或使用螺钉联接。

7.中间支承件

当自动扶梯提升高度较高时，需要对桁架设置中间支承。此时需要对桁架作局部的专门设计，在支承点上增设中间支承件，同时需要对支承点的桁架斜材作布置改变，以避免桁架局部应变过大。

图2-1-7为两种中间支承位置的桁架斜材方向变更示意图。由于中间支承件通常是在桁架主体架构制作时整体焊接的，因此其属于桁架主体构架的一部分。