地鐵屏蔽門系統(tǒng)與車站建筑及車輛的接口探討

劉升華 熊東平

(深圳市方大自動化系統(tǒng)有限公司,518055,深圳∥第一作者,高級工程師)

安裝于地鐵、輕軌等軌道交通車站站臺邊緣,將軌道與站臺候車區(qū)隔離,設(shè)有與列車門相對應(yīng),可多級控制開啟與關(guān)閉滑動門的連續(xù)屏障,稱為站臺屏蔽門(簡稱屏蔽門),包括全高閉式屏蔽門(簡稱屏蔽門)、全高開式屏蔽門(簡稱全高安全門)及半高屏蔽門(簡稱半高安全門或安全門)。屏蔽門系統(tǒng)具有安全、節(jié)能、環(huán)保等作用。

屏蔽門系統(tǒng)要充分考慮與其他系統(tǒng)的接口,主要包括屏蔽門系統(tǒng)與車站建筑的接口、屏蔽門系統(tǒng)與車輛的接口、屏蔽門系統(tǒng)與信號系統(tǒng)的接口、屏蔽門與低壓配電的接口以及屏蔽門系統(tǒng)與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)的接口等。本文僅對屏蔽門系統(tǒng)與車站建筑和車輛的接口進行探討。

1 屏蔽門對車站建筑的基本要求及實施方法

屏蔽門及全高安全門通過鋼立柱作為整個屏蔽門系統(tǒng)的受力結(jié)構(gòu)。鋼立柱一般采用上下部分別與站臺土建結(jié)構(gòu)連接。

1.1 地鐵屏蔽門及全高安全門上部對土建的要求與連接方式

1.1.1 對土建的要求

由于地鐵屏蔽門、全高安全門的立柱上部通過上部鋼連接件與上部土建結(jié)構(gòu)梁連接,所以對上部土建結(jié)構(gòu)梁的位置等均有要求。從屏蔽門安裝需要及列車限界需要出發(fā),對上部土建結(jié)構(gòu)梁的要求為:梁底到站臺裝修完成面的高度為3 100～3 600 mm(主要是考慮到吊頂裝修完成后能遮擋住鋼立柱上部鋼連接件,保持美觀,以及考慮到如果土建結(jié)構(gòu)梁高度太高會對門體的變形產(chǎn)生較大的影響);梁中心線到站臺邊緣線為170±30 mm(主要是考慮到列車限界的要求以及確保能盡量選擇較小的鋼連接件);梁厚200～240 mm(上部土建結(jié)構(gòu)梁的厚度與屏蔽門的安裝沒有太大的影響,建議將上部土建結(jié)構(gòu)梁的厚度設(shè)置在200～240 mm主要是從便于安裝預(yù)埋件或后埋件來考慮)。

1.1.2 與土建的連接方式

根據(jù)上部土建結(jié)構(gòu)梁的位置不同,屏蔽門鋼立柱通過上部鋼連接件與上部土建結(jié)構(gòu)梁的梁底或梁側(cè)連接(見圖1、圖2)。連接固定一般采用預(yù)埋或后埋連接。預(yù)埋方式主要有預(yù)埋C形連接件、預(yù)埋鋼板、預(yù)留穿墻螺栓安裝孔等。后埋主要采用化學(xué)錨栓、膨脹螺栓連接等。由于地鐵屏蔽門還是一項新興的產(chǎn)業(yè),與相關(guān)專業(yè)的前期溝通還不充分,造成前期土建設(shè)計時未能充分考慮預(yù)埋件的設(shè)置,所以目前實際工程中經(jīng)常采用后埋連接方式。從長遠來看,為確保屏蔽門可靠連接,應(yīng)盡量采用預(yù)埋連接方式,而且采用預(yù)埋連接方式還可降低工程成本。

圖1 梁底連接方式

1.1.3 與土建結(jié)構(gòu)的絕緣設(shè)計

由于列車車廂相對大地有一定的電位差,為避免乘客上下列車時碰到屏蔽門而出現(xiàn)不舒適的觸電感覺,需確保屏蔽門與列車車廂處于等電位狀態(tài)。在結(jié)構(gòu)上首先要確保屏蔽門與大地絕緣。一般情況下可通過在上部鉸接機構(gòu)安裝絕緣套及絕緣墊的方式實現(xiàn)地鐵屏蔽門與上部土建結(jié)構(gòu)的絕緣設(shè)計(見圖3)。

圖2 梁側(cè)連接方式

圖3 鉸接機構(gòu)絕緣示意圖

1.2 地鐵屏蔽門及全高安全門下部對土建的要求

1.2.1 對下部土建結(jié)構(gòu)的要求

地鐵屏蔽門、全高安全門通過鋼立柱作為整個屏蔽門系統(tǒng)的受力結(jié)構(gòu)。鋼立柱一般采用上下部分別與站臺土建結(jié)構(gòu)連接。地鐵屏蔽門、全高安全門鋼立柱下部通過下部支撐件與土建站臺板連接,站臺板需能承受人群荷載及屏蔽門的自重等。為便于屏蔽門的安裝,需在站臺沿軌道一側(cè)預(yù)留有安裝槽。該安裝槽的規(guī)格一般為150 mm×300 mm(距站臺裝修完成面150 mm,距站臺邊緣300 mm)。

1.2.2 下部與土建的連接

屏蔽門鋼立柱上部通過下部鋼支座與站臺板連接固定,一般采用預(yù)埋或后埋連接。預(yù)埋方式主要有預(yù)埋C形連接件、預(yù)埋鋼板、預(yù)留穿墻螺栓安裝孔等,后埋主要采用化學(xué)錨栓、膨脹螺栓連接等。

1.2.3 下部對土建結(jié)構(gòu)的絕緣設(shè)計

屏蔽門與站臺板的絕緣通過在下部支承組件上安裝絕緣件實現(xiàn)(見圖4)。下部支承組件主要由上下T型支座、絕緣件、支承板、調(diào)整墊片等通過螺栓連接而成。其中絕緣件使得屏蔽門系統(tǒng)底部與土建結(jié)構(gòu)絕緣。將絕緣件設(shè)置在距離站臺板上方位置,可有效防止異物堆積而導(dǎo)致屏蔽門與站臺間的絕緣性能下降;另外在進行絕緣設(shè)計時還應(yīng)考慮防潮、防塵措施,確保使用過程中不受環(huán)境影響而導(dǎo)致絕緣性能下降。門檻與站臺裝修層(絕緣地板)之間一般留有10 mm左右間隙。在屏蔽門安裝完成后,該間隙用絕緣材料填充。

圖4 下部支承組件及絕緣結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 半高安全門或僅下部支撐的全高安全門對土建的要求

半高安全門或僅下部支撐的全高安全門均為懸臂支撐結(jié)構(gòu),其站臺板除承受重力外,還承受較大的彎矩。因此,相對于上下支撐的屏蔽門或全高安全門來說,半高安全門或僅下部支撐的全高安全門對站臺板的要求更高。另外,由于受門體結(jié)構(gòu)形式及安裝結(jié)構(gòu)形式的影響,需預(yù)留的安裝槽尺寸要更大一些。一般情況下半高安全門安裝槽尺寸為 150 mm×450 mm(距站臺裝修完成面150 mm、距站臺邊緣450 mm),僅下部支撐的全高安全門安裝槽尺寸為150 mm×350 mm(距站臺裝修完成面 150 mm、距站臺邊緣350 mm)。

1.4 站臺裝修完成面與屏蔽門、安全門底部間隙要求

屏蔽門門體包括固定門、滑動門、應(yīng)急門、端門等?；瑒娱T、應(yīng)急門、端門活動門為可開啟的門,除了在設(shè)計時要使門體下部與站臺裝修完成面保持一定的距離外,該距離的設(shè)計還應(yīng)考慮站臺面裝修誤差、盲道,以及應(yīng)急門、端門活動門在使用過程中可能出現(xiàn)變形的情況。一般情況下屏蔽門門體下部與站臺裝修完成面的距離不要小于6 mm,最好不要大于10 mm。

2 與車輛接口的基本要求

屏蔽門系統(tǒng)與車輛接口主要包括滑動門、應(yīng)急門、端門的設(shè)置數(shù)量及位置,車輛限界,屏蔽門系統(tǒng)與軌道的等電位連接等。

2.1 屏蔽門系統(tǒng)的總體設(shè)置原則

1)屏蔽門設(shè)置在車站站臺邊的有效站臺長度范圍內(nèi),以有效站臺中心線為基準向兩端對稱布置。

2)根據(jù)車輛編組、車輛長度、車門、列車駕駛室門的位置及尺寸確定滑動門、應(yīng)急門、端門的設(shè)置。

①滑動門應(yīng)與列車門一一對應(yīng),其高及寬不小于列車門的高及寬?；瑒娱T的門高一般為2 000～2 100 mm,活動門的凈開度與列車門凈開度、停車精度及客流通過有效寬度有關(guān),根據(jù)下式確定:

式中:

a——活動門的凈開度,一般不宜超過2 100 mm(太寬門的體量大,對驅(qū)動門機不利,開關(guān)門時間長,影響營運效率);

b——列車門凈開度,一般為 1 400 mm;

c——列車停車精度,與列車及車站信號等系統(tǒng)的先進性有關(guān),一般為250～300 mm;

d——客流通過有效寬度(乘客上下車的最小通過有效寬度,應(yīng)考慮客流量高峰時乘客上下車方便),一般不得小于1 200 mm。

②應(yīng)急門為當列車因故障或其它原因,列車門與活動門不能對準時,乘客離開列車的應(yīng)急通道。該門可向站臺側(cè)旋轉(zhuǎn)開啟。目前常規(guī)的做法是每節(jié)車設(shè)置一檔應(yīng)急門(如深圳地鐵1、2號線,南京地鐵1號線等),或者在每側(cè)屏蔽門的兩端各設(shè)一檔應(yīng)急門(如廣州地鐵1、3號線,沈陽地鐵1號線等)。應(yīng)急門高度一般與活動門基本一致,寬度為1 200 mm左右,不宜太小。兩種做法的差別主要表現(xiàn)在:

a)如果每節(jié)車設(shè)置一檔應(yīng)急門,出現(xiàn)意外時人群疏散速度較快,但由于應(yīng)急門要接安全回路等,若設(shè)置過多,會對屏蔽門的有效運行產(chǎn)生一定影響;

b)如果在每側(cè)屏蔽門的兩端各設(shè)一檔應(yīng)急門,出現(xiàn)意外時對人群疏散速度有較大的影響。

③端門:布置于整列屏蔽門兩端可旋轉(zhuǎn)開啟的門,是供車站工作人員進入隧道的專用門。端門高度一般與活動門基本一致,其寬度應(yīng)考慮簡單的維修器具能通過端門進入隧道,一般取 1 200 mm左右。

2.2 車輛限界對屏蔽門系統(tǒng)的要求

屏蔽門的設(shè)置應(yīng)滿足車輛限界的要求,屏蔽門的外形在任何情況下(例如由于制造和安裝誤差、彈性和塑性變形等因素引起的屏蔽門位置的變化)均不能侵入列車行駛動態(tài)包絡(luò)線。

2.3 屏蔽門系統(tǒng)與軌道的等電位連接

由于列車車廂相對大地有一定的電位差,為避免乘客上下列車時碰到屏蔽門而出現(xiàn)不舒適的觸電感覺,需確保屏蔽門與列車車廂處于等電位狀態(tài)。前述中已談到在結(jié)構(gòu)上確保屏蔽門與大地絕緣,再用導(dǎo)線將屏蔽門門體與軌道進行可靠的電氣連接,即可實現(xiàn)屏蔽門系統(tǒng)與軌道的等電位連接。

[1]陳韶章,孫鐘權(quán),王愛儀,等.地下鐵道站臺屏蔽門系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

[2]CJ/T 236—2006 城市軌道交通站臺屏蔽門[S].

[3]GB 50157—2003 地下鐵道設(shè)計規(guī)范[S].