自动扶梯桁架又称为支撑结构。桁架是自动扶梯的主体金属结构,用于安装和支撑自动扶梯的各个部件、承受乘客载荷以及将建筑物两个不同层高的楼面或不同的部分连接起来,是运送乘客的承载体。图2-0-1是自动扶梯的桁架主体构造。......
2023-06-15
自动人行道的主体结构与自动扶梯基本相同,由桁架、端部盖板(楼层板及梳齿支撑板)和底板组成,如图12-3-2所示。
图12-3-2 自动人行道的主体结构
1.桁架
桁架又称支撑构件,是自动人行道的骨架,用于承载自动人行道各部件的重量及承受乘客的重量。其结构与自动扶梯的支撑结构基本相同,但由于其踏板与踏板链的连接方式比梯级与梯级链的连接方式简单,使其结构相对于自动扶梯的桁架结构简单,特别是斜段部分较扶梯更为简洁。通常,由于自动人行道的跨距较大,一般在斜段上会有多个中间支撑以保证其挠度满足标准的要求。自动人行道的桁架结构通常也采用角钢或方管制造。
(1)挠度
作为自动人行道的支撑构件的桁架,其承载的能力需按5000N/m2的载荷进行设计。而且,在承受载荷的情况下,桁架上两支撑间的最大挠度不能大于标准要求的最大允许值。
普通自动人行道桁架在两支撑距离L间的最大挠度需小于1/750。公共交通型的自动人行道,桁架的最大挠度需要小于1/1000。
根据EN115-1:2008标准的要求,桁架的设计需满足EN1993-1-1《钢结构设计 第1-1部分:用于建筑的规范》的要求。
(2)设计计算
自动人行道桁架的设计计算主要包括强度校核、刚度校核等。在进行强度校核时,自动人行道的桁架设计所依据的载荷除了自动人行道各个部件的自重(包括桁架本身、驱动装置、踏板及踏板链等部件的重量)外,要再加上5000N/m2的乘客载荷。
桁架结构的力学计算方法有节点法和有限元分析法等。随着计算机辅助设计技术的发展,目前大部分公司采用有限元分析法,常用的软件有RFEM、ANSYS等。有限元分析法的主要步骤包括:建立有限元分析模型、约束处理、载荷分类及组合、计算结果的分析及处理、校验等。其计算的方法与步骤与自动扶梯桁架的计算是类似的。具体可参阅第二章第二节的内容。
(3)检验及认证
桁架结构设计的最大挠度值除了要进行理论计算外,还需要实际的负载测量。根据国家标准的要求,需要把理论计算书提交给有资质的第三方认证机构进行校核确认。并且在型式试验中需要对试验的样梯进行负载挠度的测量,以确保其符合要求。
在欧洲共同体(欧盟),要求厂家在交付产品之前(或同时)提供桁架设计的认证证书(如德国的TUV认证),以保证桁架的设计符合安全性要求。此外,还对焊接桁架的焊接标准有明确的规定。桁架中各构件间的连接焊缝需满足以下标准要求:焊接公差按EN12920AE标准要求,焊缝质量需满足ENISO 5817C标准要求,焊接程序则需满足标准EN29692的要求。欧盟规定从2011年起,所有进入到实施欧洲标准地区的自动扶梯及自动人行道的桁架制造商必需取得EN1090的质量认证,以保证其产品符合安全质量标准。
同样,出口美国及加拿大的自动扶梯及自动人行道的桁架也有类似要求,焊接人员及制造厂商均需取得CWB的认证,以保证桁架的焊接质量。
(4)桁架支反力的计算
在安装自动人行道时,需要考虑建筑物支撑梁的承受能力。因此,在建筑物的土建前,需要清楚地了解桁架在各个支撑点的支反力,以保证其承受能力。图12-3-3是支反力受力示意图,支反力F的计算如式(12-3-1)和式(12-3-2)所示:
FA=[q∗L+g(W∗L1)]/2+X (12-3-1)
FB=[q∗L+g(W∗L1)]/2+Y (12-3-2)
式中 L——人行道的全长,单位为m;
q——人行道单位长度的自重载荷(包括桁架、扶栏和内部的各种机件),单位为N/m2;
g——人行道载人部位单位面积上的乘客载荷5000N/m2;
W——踏板面宽度,单位为m;
L1——踏板面的总长度,单位为m;
X——张紧架的重量载荷,单位为N;
Y——主机和电控柜的重量载荷,单位为N。
图12-3-3 桁架支反力受力示意图
2.端部盖板(楼层板及梳齿支撑板)
端部盖板(楼层板及梳齿支撑板)安装于自动人行道桁架上下端的水平段部分,是乘客从固定的建筑物进入或离开到连续输送乘客的自动人行道踏板间的连接通道。梳齿安装在梳齿支撑板上,与踏板进行啮合运动。
(1)楼层板的结构种类
楼层板通常由一件固定的楼层板及一件或多件可移动式的楼层板组成,以方便维修人员进入维修间内进行维修及保养。为确保安全,检修的盖板和楼层板需要通过钥匙或专用工具才能开启。
楼层板组成常见有铝合金结构及钣金结构两种结构,如图12-3-4、图12-3-5所示。
图12-3-4 铝合金结构楼层板
1)铝合金的楼层板通常由带凹凸槽的拉伸铝型材组成,用两种或多种宽度尺寸的拉伸铝型材拼接组合成所需的大小尺寸。一般情况下,这些铝型材两侧均为带凹凸槽的结构,以便在拼接楼层板时能透过各条型材间的凹凸槽进行相互啮合,牢固结合组成一个整体。铝合金型材具有较好的防腐能力及防滑性能,可用于室内及室外的使用环境中。
2)钣金结构的楼层板通常为板材折弯焊接组装的表面粘结花纹不锈钢面板。碳钢的基座一般采用喷涂工艺进行防腐处理。由于普通的喷涂处理的防锈能力不强,这种结构一般只适合用于室内环境中。
图12-3-5 钣金结构楼层板
(2)梳齿支撑板
梳齿支撑板一般以厚钢板为基体,表面粘贴花纹不锈钢板;也有以铝合金型材为基体。其结构与自动扶梯的梳齿支撑板相同,前端用于安装梳齿,后端与活动支架相联,当梳齿受到异常外力作用时后移或上弹,并使自动人行道停止(详见图2-1-26)。
3.底板
底板对桁架的底部起封闭作用。在上、下平层两端部需要安装设备,并为维修人员提供维修空间,因此底板需要有承重能力,一般采用厚钢板制造。而在自动人行道的倾斜段,各生产厂家的结构设计会有所不同,有些采用薄钢板底板;有些采用开放式的设计,不需要底板,采用不同的横梁达到同样的受力结构效果。同时,可根据客户的需求在两侧踏板链的底部增加集油槽,防止润滑油直接流到建筑物地板上。
一般情况下,维修人员进入的底板部位常用3mm或5mm厚的钢板。室内梯通常用3mm底板。而室外梯,由于通常采取热浸镀锌防锈处理,为减小底板在热镀锌时的变形,其底板一般采用最小5mm厚的钢板。
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