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摘要：结合地铁项目实际情况，针对自动扶梯与土建接口中存在较突出的问题进行了总结，分析了扶梯水平跨距、支撑处预埋钢板等问题产生的原因及其解决方案，并针对土建设计和施工给出了一些避免上述问题出现的建议。
关键词：地铁车站；自动扶梯；接口；土建
Research Problems of Connection between Escalators and Civil Engineering in subway station
Sun Xiao Liang
（The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation TIANJIN300000）
Abstract: Combined with the actual situation of the project in subway station, summarized the prominent problems of connection between civil engineering and escalators, analyzed causes of the problems of the escalator`s horizontal span and embedded steel, also analyzed solutions of the problem. And proposed some suggestions on how to avoid the problems for design and construction associated with escalators.
Key word: Subway station; Escalators; Connection; Civil Engineering
中图分类号：U231+.4 文献标识码：A
自动扶梯是大型交通运送设备，由于其便利性和大运量，自动扶梯已经越来越多的应用在地铁车站中。自动扶梯既是庞大的承重结构钢件，又是狭长的自由刚体，必须安全可靠地固定在某一结构框梁上，同时自动扶梯的水平踏步面应与车站的装修完成面齐平，以保证美观和使用方便。可见自动扶梯的设计和安装与土建接口尤为重要，往往由于土建施工存在偏差或设计存在缺陷，导致自动扶梯与土建接口存在较多问题，影响扶梯的安装，其接口问题主要体现在自动扶梯的水平跨距问题、上下支撑预埋钢板问题、基坑大小问题、安装吊钩问题等。下面以蒂森电梯公司自动扶梯土建图为例对上述问题进行分析研究。
图1 自动扶梯土建图
1. 自动扶梯的水平跨距问题
扶梯水平跨距是指扶梯上、下支撑的水平净距离L，由扶梯上水平段长度（图1中尺寸为3162mm）、下水平段长度（图1中尺寸为2648mm）、倾斜段水平长度（图1中尺寸为8574mm）组成，在土建设计中它决定了上、下支撑平台的水平距离L’，在扶梯安装时，扶梯的水平跨距与上、下支撑平台水平距离偏差不大时（一般为±40mm），扶梯才能顺利安装。但在实际情况中，扶梯水平跨距L与支撑平台水平距离L’往往会出现较大的偏差，导致偏差的主要原因包含以下两方面：
（1）土建施工时误差较大，导致L’较设计值偏大或偏小；
（2）土建施工完成后，支撑平台的相对高度较设计值偏大或偏小，扶梯的提升高度H随之变化，由于扶梯的水平跨距L与提升高度H具有一定的对应关系，H偏大或偏小必然导致L较原设计值偏大或偏小。
针对上述问题，在进行扶梯生产前，需对施工现场的土建结构进行测量，若L’偏大或H偏小，需通过调整扶梯上、下水平段的桁架长度来延长扶梯水平跨距L，使L与L’相等，以满足扶梯安装要求；若L’偏小或H偏大，较小的孔洞难以安装过大的设备，需缩短扶梯上、下水平段的长度来减小L使L与L’相等，或通过土建结构进行整改来加大L’使其与L相等。在扶梯生产厂家进行设备投标时，为降低单价，常常将扶梯结构尺寸降到最小进行投标，因此当L’偏小或H偏大时，无法通过缩短扶梯上、下水平段的长度来减小L使L与L’相等，只能通过土建结构的整改来满足扶梯安装要求，而通过植筋等措施整改后的土建结构稳定性和强度较一次性浇筑成的土建结构相差较大，为后期的地铁运营留下了安全隐患。
土建设计中，建议在不影响扶梯单价的前提下，在土建结构施工图中将支撑平台水平距离L’进行一定程度的放大，使L’>L。这样在出现施工问题导致L’较设计值偏小时可以避免对土建结构进行整改，而当L’偏大时，仅仅通过延长扶梯上水平段或下水平段桁架长度便可满足扶梯安装要求。
2. 扶梯上、下支撑预埋钢板问题
由图1中扶梯上、下支撑的大样图可以看出，扶梯的上端和下端是分别通过焊接在桁架上的角钢支撑在土建结构支撑平台的预埋钢板上的，扶梯本身重量较大，再加上公共交通重载型扶梯承载的乘客较多，其自重和载重量完全由上、下支撑平台的预埋钢板承担（扶梯提升高度增大时，相应增加中间支撑），因此，上、下支撑预埋钢板的稳定性和强度尤为重要，钢板以下的支撑结构应严格按照扶梯的受力进行结构计算。此外，由于扶梯角钢与钢板是搭接，为防止滑落或受力不均，钢板预埋时应保证其水平度，不可倾斜。
根据图1中扶梯上、下支撑的大样图，预埋钢板与装修完成面高差为140mm，该尺寸因扶梯生产厂商不同会略有差别。在大样图中可以看出，140mm包括装修层厚度，在上、下支撑处预埋钢板比周边装修完成面低140mm时，扶梯的上、下工作面与装修后的完成面才能在同一水平面内。支撑处的扶梯装饰钢板与角钢的厚度、垫片的厚度之和为140mm，其调节范围非常有限（一般为±10mm），因此必须保证支撑平台处预埋钢板与装修完成面140mm的高差。但实际施工现场很难保证140mm的高差，通常情况是钢板与装修面高差在100～180mm范围内波动，甚至会出现更大的偏差。 针对上述问题在扶梯安装过程中有以下两种解决措施：
（1）通過测量发现预埋钢板与装修完成面高差小于140mm时，若土建结构不进行调整，扶梯安装完成后其工作面将比装修完成面高，通过装修补齐后会在扶梯周边形成一定的坡度，偏差较大时甚至会出现台阶。出现坡度会影响装修效果，使装修面的外观非常难看，如果形成台阶的话，还存在一定的危险性。地铁车站属于公共场所，除使用的便利性要求外，对景观性要求亦较高，业主很难忍受在扶梯周边出现坡度或台阶，因此在出现该情况后，常用的做法是对土建结构进行整改，降低钢板的高度使之与设计值相符。但该做法不仅浪费人力、物力，整改后的土建结构强度也难以达到一次性浇筑而成的结构强度水平。
（2）通过测量发现预埋钢板与装修完成面高差大于140mm时，若土建结构不进行调整，扶梯安装完成后其工作面将比装修完成面低，解决该问题的常用做法是在扶梯桁架两端角钢处垫钢板，通过调整垫板的厚度使扶梯工作面与装修面齐平。应该注意的是，所垫钢板须水平，若垫有多块钢板，还应对钢板进行焊接，连成一整体，保证其强度。
综上两种情况发现，当预埋钢板与装修完成面高差大于140mm时的补救方案较简便，偏差不大时对稳定性也无影响，因此，建议在土建施工中，钢板预埋时可将钢板高度向下微调0～50mm，使之低于设计标高。这样即使土建施工出现较大的误差，也可以通过调整所垫钢板厚度进行补救，无须对土建结构进行整改。在结构设计中，亦可以与扶梯厂商确认后，在设计图纸中降低预埋钢板标高，使预埋钢板与装修完成面高差大于140mm。在扶梯厂商进现场测量后，再根据测量的结果选择应垫钢板的厚度，这样可以避免土建结构的改动，对工期进度亦无影响。
3. 自动扶梯基坑大小问题
扶梯的桁架具有一定的高度、宽度和长度，扶梯安装完毕后，其桁架的下端部位处在扶梯下基坑内，因此要求基坑的三方向开度均应大于扶梯桁架尺寸。根据实际测量情况来看，由于各种原因，会出现扶梯基坑做浅或做短的情况，导致扶梯无法顺利安装，而已完成施工的扶梯基坑很难再向深度方向进行整改。另外往往由于设计考虑不全面，扶梯基坑宽度与桁架宽度相差无几，扶梯吊装时会出现与基坑侧壁的擦碰，增大了安装难度。
在土建设计过程中，扶梯基坑尺寸应“宁大勿小”，尽量将扶梯的安装余量以及施工误差考虑到设计中，同时应考虑基坑的轴线定位尺寸满足扶梯安装要求。在土建施工时亦应遵照该原则，应保证基坑开度不小于其设计尺寸。
4. 自动扶梯吊钩问题
扶梯外轮廓为钢桁架结构，梯级、链轮、主机设置在桁架内部，其本身重量大，运输和吊装需要特定的方法、工艺，考虑到扶梯安装的便利性及安全性，在地铁土建结构设计中，一般会在扶梯上部的结构板上预留安装吊钩，其数量、位置以方便扶梯安装为原则进行设置，其承载重量大于扶梯吊装时静荷载和动荷载之和。在土建施工过程中，应严格按设计图纸中要求的数量、位置、承载重量进行预埋，不应出现缺失或承载力不够的情况。
此外，在地铁施工中，一些弱点系统桥架和风烟管道往往先于自动扶梯安装前施工，这就要求设计中各专业应相互配合，不应出现其他专业管线遮挡扶梯安装吊钩的情况，在设计过程中，各专业管线路径应避开吊钩预留位置。
5. 自动扶梯其它问题
自动扶梯的提升高度应以上、下支撑平台的装修完成面高度差为准，在进行土建设计时，车站主体内自动扶梯的提升高度为站厅至站台层的高度差，一般车站站厅层和站台层均设有2‰的纵坡，为谨慎起见，在计算扶梯提升高度时应将2‰纵坡对提升高度的影响考虑进去，根据计算出的提升高度进行扶梯水平跨距的计算。
自动扶梯的踏步面至顶部洞口处的建筑物底面垂直净空高度不应小于2300mm（详见图1自动扶梯土建布置图所示“≥2300”位置），如忽略该点，乘坐扶梯的乘客有碰到建筑物底部的危险，且扶梯设备无法通过验收。
6. 结论
当然，自动扶梯与土建接口存在的问题和需要注意的事项很多，本文结合实际工作与现场测量、验收情况对较易出现的主要问题进行了总结和分析，并提出了一些建议。从土建设计、施工到自动扶梯测量、生产、安装是一个复杂繁琐的过程，需要设计、业主、监理、生产厂商提前谋划，共同配合、协调解决问题，才能确保每部扶梯顺利投入使用。
参考文献：
[1] 邓立无,曾剑. 自動扶梯土建设计勘测及现场吊装施工[J]. 制造安装, 2000.06
[2] GB 50157-2013 地铁设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2013
[3] GB 16899-2011 自动扶梯与自动人行道的制造与安装安全规范[S]. 北京：中国标准出版社, 2011
[4] 饶美婉. 地铁设计中的公共交通型重载自动扶梯[J]. 都市快轨交通, 2008.10
[5] 赵建. 自动扶梯安全可靠性分析[J]. 科技前沿, 2013
[6] 程东霁. 自动扶梯金属钢架结构的分析及其优化[D]. 苏州：苏州大学, 2006
关键词：地铁车站；自动扶梯；接口；土建
Research Problems of Connection between Escalators and Civil Engineering in subway station
Sun Xiao Liang
（The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation TIANJIN300000）
Abstract: Combined with the actual situation of the project in subway station, summarized the prominent problems of connection between civil engineering and escalators, analyzed causes of the problems of the escalator`s horizontal span and embedded steel, also analyzed solutions of the problem. And proposed some suggestions on how to avoid the problems for design and construction associated with escalators.
Key word: Subway station; Escalators; Connection; Civil Engineering
中图分类号：U231+.4 文献标识码：A
自动扶梯是大型交通运送设备，由于其便利性和大运量，自动扶梯已经越来越多的应用在地铁车站中。自动扶梯既是庞大的承重结构钢件，又是狭长的自由刚体，必须安全可靠地固定在某一结构框梁上，同时自动扶梯的水平踏步面应与车站的装修完成面齐平，以保证美观和使用方便。可见自动扶梯的设计和安装与土建接口尤为重要，往往由于土建施工存在偏差或设计存在缺陷，导致自动扶梯与土建接口存在较多问题，影响扶梯的安装，其接口问题主要体现在自动扶梯的水平跨距问题、上下支撑预埋钢板问题、基坑大小问题、安装吊钩问题等。下面以蒂森电梯公司自动扶梯土建图为例对上述问题进行分析研究。
图1 自动扶梯土建图
1. 自动扶梯的水平跨距问题
扶梯水平跨距是指扶梯上、下支撑的水平净距离L，由扶梯上水平段长度（图1中尺寸为3162mm）、下水平段长度（图1中尺寸为2648mm）、倾斜段水平长度（图1中尺寸为8574mm）组成，在土建设计中它决定了上、下支撑平台的水平距离L’，在扶梯安装时，扶梯的水平跨距与上、下支撑平台水平距离偏差不大时（一般为±40mm），扶梯才能顺利安装。但在实际情况中，扶梯水平跨距L与支撑平台水平距离L’往往会出现较大的偏差，导致偏差的主要原因包含以下两方面：
（1）土建施工时误差较大，导致L’较设计值偏大或偏小；
（2）土建施工完成后，支撑平台的相对高度较设计值偏大或偏小，扶梯的提升高度H随之变化，由于扶梯的水平跨距L与提升高度H具有一定的对应关系，H偏大或偏小必然导致L较原设计值偏大或偏小。
针对上述问题，在进行扶梯生产前，需对施工现场的土建结构进行测量，若L’偏大或H偏小，需通过调整扶梯上、下水平段的桁架长度来延长扶梯水平跨距L，使L与L’相等，以满足扶梯安装要求；若L’偏小或H偏大，较小的孔洞难以安装过大的设备，需缩短扶梯上、下水平段的长度来减小L使L与L’相等，或通过土建结构进行整改来加大L’使其与L相等。在扶梯生产厂家进行设备投标时，为降低单价，常常将扶梯结构尺寸降到最小进行投标，因此当L’偏小或H偏大时，无法通过缩短扶梯上、下水平段的长度来减小L使L与L’相等，只能通过土建结构的整改来满足扶梯安装要求，而通过植筋等措施整改后的土建结构稳定性和强度较一次性浇筑成的土建结构相差较大，为后期的地铁运营留下了安全隐患。
土建设计中，建议在不影响扶梯单价的前提下，在土建结构施工图中将支撑平台水平距离L’进行一定程度的放大，使L’>L。这样在出现施工问题导致L’较设计值偏小时可以避免对土建结构进行整改，而当L’偏大时，仅仅通过延长扶梯上水平段或下水平段桁架长度便可满足扶梯安装要求。
2. 扶梯上、下支撑预埋钢板问题
由图1中扶梯上、下支撑的大样图可以看出，扶梯的上端和下端是分别通过焊接在桁架上的角钢支撑在土建结构支撑平台的预埋钢板上的，扶梯本身重量较大，再加上公共交通重载型扶梯承载的乘客较多，其自重和载重量完全由上、下支撑平台的预埋钢板承担（扶梯提升高度增大时，相应增加中间支撑），因此，上、下支撑预埋钢板的稳定性和强度尤为重要，钢板以下的支撑结构应严格按照扶梯的受力进行结构计算。此外，由于扶梯角钢与钢板是搭接，为防止滑落或受力不均，钢板预埋时应保证其水平度，不可倾斜。
根据图1中扶梯上、下支撑的大样图，预埋钢板与装修完成面高差为140mm，该尺寸因扶梯生产厂商不同会略有差别。在大样图中可以看出，140mm包括装修层厚度，在上、下支撑处预埋钢板比周边装修完成面低140mm时，扶梯的上、下工作面与装修后的完成面才能在同一水平面内。支撑处的扶梯装饰钢板与角钢的厚度、垫片的厚度之和为140mm，其调节范围非常有限（一般为±10mm），因此必须保证支撑平台处预埋钢板与装修完成面140mm的高差。但实际施工现场很难保证140mm的高差，通常情况是钢板与装修面高差在100～180mm范围内波动，甚至会出现更大的偏差。 针对上述问题在扶梯安装过程中有以下两种解决措施：
（1）通過测量发现预埋钢板与装修完成面高差小于140mm时，若土建结构不进行调整，扶梯安装完成后其工作面将比装修完成面高，通过装修补齐后会在扶梯周边形成一定的坡度，偏差较大时甚至会出现台阶。出现坡度会影响装修效果，使装修面的外观非常难看，如果形成台阶的话，还存在一定的危险性。地铁车站属于公共场所，除使用的便利性要求外，对景观性要求亦较高，业主很难忍受在扶梯周边出现坡度或台阶，因此在出现该情况后，常用的做法是对土建结构进行整改，降低钢板的高度使之与设计值相符。但该做法不仅浪费人力、物力，整改后的土建结构强度也难以达到一次性浇筑而成的结构强度水平。
（2）通过测量发现预埋钢板与装修完成面高差大于140mm时，若土建结构不进行调整，扶梯安装完成后其工作面将比装修完成面低，解决该问题的常用做法是在扶梯桁架两端角钢处垫钢板，通过调整垫板的厚度使扶梯工作面与装修面齐平。应该注意的是，所垫钢板须水平，若垫有多块钢板，还应对钢板进行焊接，连成一整体，保证其强度。
综上两种情况发现，当预埋钢板与装修完成面高差大于140mm时的补救方案较简便，偏差不大时对稳定性也无影响，因此，建议在土建施工中，钢板预埋时可将钢板高度向下微调0～50mm，使之低于设计标高。这样即使土建施工出现较大的误差，也可以通过调整所垫钢板厚度进行补救，无须对土建结构进行整改。在结构设计中，亦可以与扶梯厂商确认后，在设计图纸中降低预埋钢板标高，使预埋钢板与装修完成面高差大于140mm。在扶梯厂商进现场测量后，再根据测量的结果选择应垫钢板的厚度，这样可以避免土建结构的改动，对工期进度亦无影响。
3. 自动扶梯基坑大小问题
扶梯的桁架具有一定的高度、宽度和长度，扶梯安装完毕后，其桁架的下端部位处在扶梯下基坑内，因此要求基坑的三方向开度均应大于扶梯桁架尺寸。根据实际测量情况来看，由于各种原因，会出现扶梯基坑做浅或做短的情况，导致扶梯无法顺利安装，而已完成施工的扶梯基坑很难再向深度方向进行整改。另外往往由于设计考虑不全面，扶梯基坑宽度与桁架宽度相差无几，扶梯吊装时会出现与基坑侧壁的擦碰，增大了安装难度。
在土建设计过程中，扶梯基坑尺寸应“宁大勿小”，尽量将扶梯的安装余量以及施工误差考虑到设计中，同时应考虑基坑的轴线定位尺寸满足扶梯安装要求。在土建施工时亦应遵照该原则，应保证基坑开度不小于其设计尺寸。
4. 自动扶梯吊钩问题
扶梯外轮廓为钢桁架结构，梯级、链轮、主机设置在桁架内部，其本身重量大，运输和吊装需要特定的方法、工艺，考虑到扶梯安装的便利性及安全性，在地铁土建结构设计中，一般会在扶梯上部的结构板上预留安装吊钩，其数量、位置以方便扶梯安装为原则进行设置，其承载重量大于扶梯吊装时静荷载和动荷载之和。在土建施工过程中，应严格按设计图纸中要求的数量、位置、承载重量进行预埋，不应出现缺失或承载力不够的情况。
此外，在地铁施工中，一些弱点系统桥架和风烟管道往往先于自动扶梯安装前施工，这就要求设计中各专业应相互配合，不应出现其他专业管线遮挡扶梯安装吊钩的情况，在设计过程中，各专业管线路径应避开吊钩预留位置。
5. 自动扶梯其它问题
自动扶梯的提升高度应以上、下支撑平台的装修完成面高度差为准，在进行土建设计时，车站主体内自动扶梯的提升高度为站厅至站台层的高度差，一般车站站厅层和站台层均设有2‰的纵坡，为谨慎起见，在计算扶梯提升高度时应将2‰纵坡对提升高度的影响考虑进去，根据计算出的提升高度进行扶梯水平跨距的计算。
自动扶梯的踏步面至顶部洞口处的建筑物底面垂直净空高度不应小于2300mm（详见图1自动扶梯土建布置图所示“≥2300”位置），如忽略该点，乘坐扶梯的乘客有碰到建筑物底部的危险，且扶梯设备无法通过验收。
6. 结论
当然，自动扶梯与土建接口存在的问题和需要注意的事项很多，本文结合实际工作与现场测量、验收情况对较易出现的主要问题进行了总结和分析，并提出了一些建议。从土建设计、施工到自动扶梯测量、生产、安装是一个复杂繁琐的过程，需要设计、业主、监理、生产厂商提前谋划，共同配合、协调解决问题，才能确保每部扶梯顺利投入使用。
参考文献：
[1] 邓立无,曾剑. 自動扶梯土建设计勘测及现场吊装施工[J]. 制造安装, 2000.06
[2] GB 50157-2013 地铁设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2013
[3] GB 16899-2011 自动扶梯与自动人行道的制造与安装安全规范[S]. 北京：中国标准出版社, 2011
[4] 饶美婉. 地铁设计中的公共交通型重载自动扶梯[J]. 都市快轨交通, 2008.10
[5] 赵建. 自动扶梯安全可靠性分析[J]. 科技前沿, 2013
[6] 程东霁. 自动扶梯金属钢架结构的分析及其优化[D]. 苏州：苏州大学, 2006