摘要：电梯轿顶护栏是工程、维保人员在轿顶作业时的安全保障，但现行的GB7588-2003仅对轿顶护栏设置的位置和高度有要求，而未对轿顶护栏强度有要求。近期发布了GB 7588修订版，新增了轿顶护栏的强度要求。本文对GB 7588修订版新增的轿顶护栏强度要求进行分析，针对即将推出的新国标要求，研究出一种轿顶护栏强度试验方法，简化轿顶护栏受力模型，并阐述轿顶护栏强度试验过程。
关键词：轿顶护栏；国家标准；强度试验；试验方法
1 引言
近年来，电梯行业竞争越来越激烈，各个电梯公司都在执行降本策略。降本意味着可能牺牲了安全性能，导致越来越多的意外发生，危急人身安全。所以，完善的电梯设计制造执行标准是非常重要的。对电梯有更多的要求，才会对使用者的生命安全有更多的保障。
电梯轿顶护栏作为轿顶上保护工程、维保人员作业安全的部件，对轿顶工程作业人员的生命安全起到巨大的保障。现行GB7588-2003对轿顶护栏设置的位置和高度有要求，而未对轿顶护栏强度有要求。当轿顶护栏强度太弱时，作业人员手扶、背靠、冲撞护栏，都可能导致轿顶护栏变形，护栏失去了保护轿顶作业人员的功能，作业人员存在踏空掉入井道的风险。根据《<GB7588-2003修改单>编制大纲》草案（以下简称《大纲》），轿顶护栏新增了强度要求，这意味着新国标即将会新增对轿顶护栏强度上的要求。为了更好理解和应对新国标强度要求，本文对GB 7588修订版中轿顶护栏的强度要求进行分析，并研究出一种轿顶护栏试验方法，阐述轿顶护栏强度试验整个过程，为后续新结构的护栏设计提供参考。
2 新国标轿顶护栏强度要求
《大纲》中的轿顶护栏强度要求为：“在护栏顶部的任意点垂直施加1000 N的水平静力，应无大于50 mm的弹性变形”。可以理解为：检修人员在轿顶上手扶、背靠、冲撞护栏时（作用力不大于1000N），不会导致护栏出现较大的变形，防止检修人员离开轿顶、踏空掉入井道，防止工程、维保人员受到伤害。施加力作用的位置为护栏顶部，可以理解为护栏两侧扶手和后扶手强度足够，受力后不会出现较大变形，能保证检修人员在轿顶可以安全作业。
3 轿顶护栏强度试验
3.1护栏强度试验条件、作用部位和判定基准
电梯轿顶护栏强度试验条件、施力作用部位和判定基准如下：
1、试验条件：在水平方向对轿顶护栏垂直施加1000N作用力；
2、作用部位：轿顶护栏顶部（侧面扶手与后面扶手）的任意点；
3、判定基准：轿顶护栏顶部任意点对比初始状态，不出现大于50mm的弹性变形。
3.2 施加力作用部位简化
根据《大纲》中的要求，轿顶护栏强度试验力的作用部位为护栏顶部上的任意点。“护栏顶部”理解为护栏结构上方的左右侧面扶手与后面扶手。但是扶手上有无数个点，对“任意点”均施加力在实际情况中是实施不了的，经过软件有限元模拟受力情况也难以实现。所以应当把轿顶护栏结构简化，找到受力后可能出现变形最大的点，再对这些点进行施力试验，从而用试验结果变形最大的点与判定基准（变形不大于50mm）进行对比，分析试验是否合格。
护栏的结构一般由几根梁组装安装而成，梁的受力模型一般可分解为悬臂梁、简支梁和固定梁。根据机械设计手册，悬臂梁对悬臂端点施力时，端点出现的变形最大，而简支梁和固定梁对梁中点施力时，中点出现的变形最大，故应该先分析每段护栏的受力模型。简化受力模型时，可根据护栏的固定点（安装位置），分析每段护栏的受力模型，找到受力后最大的变形点，一般为端点、中点和转折点。以下为简化护栏受力模型和分析护栏最大变形位置的例子：
如图1所示，把轿顶护栏各个特殊位置编号为点A~L，对护栏进行分段。假设B、C、J、K四个点为护栏安装固定的位置，根据固定位置，AB、CD、HJ和KL段可以简化为悬臂梁，这部分护栏变形最大点会出现在A、D、H、L四个点；EG段可以简化为简支梁，这部分护栏变形最大点会出现在F点；BC和JK段可以简化为固定梁，这部分护栏变形最大点会出现在BC与JK段的中点。
图1 轿顶护栏受力简化分析模型示意图
找到可能出现变形最大的点，就可以对这些位置进行施力试验，检测施力位置的变形量，再用最大变形量与判定基准（变形不大于50mm）对比，判断试验是否合格，从而判断护栏强度是否足够。
3.3 护栏强度试验工装
图2 轿顶护栏强度试验方法示意图
若轿顶护栏安装在电梯轿顶上，受限于轿顶上的空间，进行强度试验操作是很不方便的。并且轿顶护栏规格对应电梯轿厢规格（宽度与深度），所以只能进行一种规格的轿顶护栏强度试验，试验的成本和代价太高，所以单独设计固定护栏的工装是非常必要的。设置试验架模拟护栏固定在电梯上的状态进行试验，可以更加方便试验过程操作，也可以节省试验成本。
需要注意的是，由于护栏规格对应较多的电梯轿厢规格，所以固定护栏的工装应当设计成可调试，方便切换成不同规格的护栏。
3.4 护栏强度试验测量工具与试验方法
轿顶护栏强度试验测量的工具有：保证水平静力达到1000N的压力测力计和可以测量受力点变形大小的位移测距计。以下简述一种电梯护栏强度试验方法：
如图2所示，序号1为固定压力测力计的工装，序号2为油压伸长型压力测力计（注入油压会伸长，受阻后检测两端的阻力），序号3为红外线位移测距计（射出红外射线，测量实物到测距计之间的距离）。模拟护栏安装在电梯轿顶上的情况，把护栏本体安装固定在工装上，把油压压力测力计安装在固定工装上，把位移测距计安装在测力计上。通过油压使测力计伸长，对护栏端部产生了推力，当测力计读数大于等于1000N时，停止施加力，测量护栏端部变形最大点相对初始状态的变形大小，再对比测量结果与判定基准（变形不大于50mm），确定试验是否通过，从而确定轿顶护栏强度是否足够。
4 总结
电梯安全问题应该得到最大的重视，不能为了节省电梯成本导致人身安全受到威胁。电梯运行时需要保障乘客的人身安全，电梯安装时需要保障安装人员的人身安全，电梯维保时也应该保障维保人员的人身安全。电梯轿顶护栏是安装、维保人员人身安全的保障，应该保证轿顶护栏拥有足够的强度。本文主要是针对即将推出的新国标，对新增的轿顶护栏强度要求进行具体分析，理解护栏强度要求，分解护栏受力模型，并且阐述了一种护栏强度试验方法，说明护栏强度试验过程中的一些注意事项。保证了后续护栏强度贯标顺利进行，并且给后续新结构的护栏设计提供参考。
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[4]闻邦椿.产品的结构性能及动态优化设计[M].北京：机械工业出版社，2008
论文作者:赵汝聪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/20
标签：护栏论文; 强度论文; 电梯论文; 测力计论文; 受力论文; 人员论文; 作业论文; 《基层建设》2018年第32期论文;