地鐵屏蔽門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

武漢地鐵集團(tuán)有限公司 周 俊

深圳市方大自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司 劉升華

地鐵屏蔽門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

武漢地鐵集團(tuán)有限公司 周 俊

深圳市方大自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司 劉升華

本文，筆者介紹了軌道交通站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，供軌道交通站臺(tái)屏蔽門設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工管理人員參考。

一、屏蔽門的概念及功用

屏蔽門又稱月臺(tái)幕門或安全門，是指在月臺(tái)上以玻璃幕墻的方式包圍鐵路月臺(tái)與列車上落空間。列車到達(dá)時(shí)，再開啟玻璃幕墻上電動(dòng)門工乘客上下列車。其主要功能有：

1.保障乘客的安全。

2.增加基礎(chǔ)設(shè)施的有效使用率：安裝屏蔽門后，可節(jié)省站臺(tái)邊緣設(shè)置的一米警戒線空間，使站臺(tái)有效使用面積增加。

3.保障運(yùn)營(yíng)的安全：可避免未經(jīng)許可的人進(jìn)入隧道。

4.減少能量消耗 ：使用全高封閉式屏蔽門，可減少隧道空調(diào)流失，避免電能浪費(fèi)。

5.改善站臺(tái)環(huán)境。

二、屏蔽門的分類及系統(tǒng)構(gòu)成

1.屏蔽門的分類。地鐵屏蔽門按其功能可分為兩大類：閉式和開式。閉式屏蔽門即通常所說(shuō)的地鐵屏蔽門，開式屏蔽門即安全門。安全門又分全高開式屏蔽門（全高安全門）和半高開式屏蔽門（半高安全門）兩種。

閉式屏蔽門的氣密性良好，能使車站與區(qū)間的熱交換減小到最低程度，達(dá)到節(jié)能的目的。其門體高度為2 800～3 200 mm，多用于裝備有空調(diào)系統(tǒng)的站臺(tái)。

半高開式屏蔽門主要的作用是保證乘客的安全，高度一般為1 200～1 500 mm，多用在敞開式地面站臺(tái)或高架站臺(tái)。全高開式屏蔽門除具有保證乘客的安全的功能外還能減輕列車進(jìn)站的氣流對(duì)乘客的影響，其高度一般為2 800～3 200 mm，多用于未裝備有空調(diào)系統(tǒng)的地下站臺(tái)。

2.屏蔽門的系統(tǒng)構(gòu)成。屏蔽門系統(tǒng)由機(jī)械和電氣兩部分構(gòu)成，機(jī)械部分包括門體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，電氣部分包括供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

門體結(jié)構(gòu)主要包括承重結(jié)構(gòu)、固定門、應(yīng)急門、滑動(dòng)門、端門、頂箱、門檻、預(yù)埋件、密封件、絕緣件等；門機(jī)系統(tǒng)主要包括門機(jī)梁驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、門鎖及其他相關(guān)附件。供電系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)電源、控制電源、電源監(jiān)視系統(tǒng)等；控制系統(tǒng)主要包括控制設(shè)備（PSC、DCU、PSL、MMS等）、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)軟件。

三、軌道交通站臺(tái)屏蔽門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

屏蔽門結(jié)構(gòu)主要包括承重結(jié)構(gòu)、門體（包括固定門、應(yīng)急門、滑動(dòng)門、端門等）、頂箱、預(yù)埋件、密封件、絕緣件等。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮安全性、可靠性、可維修性，同時(shí)應(yīng)遵循模塊化設(shè)計(jì)原則，盡量減少備品備件的種類和數(shù)量，降低維保成本，提高維保效率。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體原則。

（1）屏蔽門設(shè)置在車站的站臺(tái)邊緣，以有效站臺(tái)中心線為基準(zhǔn)向兩邊對(duì)稱布置，在站臺(tái)公共區(qū)域形成一個(gè)連續(xù)的屏障。在列車的正常停車范圍內(nèi)，滑動(dòng)門應(yīng)與列車門一一對(duì)應(yīng)。

（2）屏蔽門整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、疲勞強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）屏蔽門在任何情況下均不應(yīng)侵入車輛限界。

（4）屏蔽門的門體與建筑主體的連接構(gòu)件應(yīng)具有三維調(diào)節(jié)功能。

（5）屏蔽門應(yīng)能適應(yīng)溫差變形及建筑主體的非均勻沉降和伸縮縫的影響。

（6）當(dāng)屏蔽門與列車車廂有等電位要求時(shí)，屏蔽門系統(tǒng)應(yīng)與土建結(jié)構(gòu)絕緣。

2.承重結(jié)構(gòu)。屏蔽門承重結(jié)構(gòu)主要由上部支撐件、伸縮裝置、橫梁、立柱、門檻等部分組成，承重結(jié)構(gòu)裝置的設(shè)計(jì)壽命一般為30年。

（1）承重結(jié)構(gòu)是屏蔽門的主要受力和傳力構(gòu)件，其主要功能是將由門體承受的人群荷載、活塞風(fēng)壓、機(jī)械風(fēng)壓、沖擊載荷和地震力等，傳遞至站臺(tái)土建結(jié)構(gòu)，以滿足使用過(guò)程中負(fù)載條件的要求。

（2）承重結(jié)構(gòu)一般采用Q235鋼材制作，表面經(jīng)熱浸鍍鋅處理，鋅層厚度不少于80 μm，滿足30年以上使用壽命要求。

（3）根據(jù)《城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門》（CJ/T236-2006）標(biāo)準(zhǔn)，承重結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的荷載組合作用下的最大總變形量應(yīng)滿足以下要求：

若門體高度≤4000 mm，最接近列車動(dòng)態(tài)包絡(luò)線構(gòu)件的最大變形量≤15 mm；若門體高度＞4000 mm，最接近列車動(dòng)態(tài)包絡(luò)線的構(gòu)件的最大變形量≤20 mm；半高屏蔽門頂部最接近列車的構(gòu)件的最大變形量≤15 mm；半高屏蔽門活動(dòng)門扇的最大變形量≤50 mm；所有門體構(gòu)件均不發(fā)生永久塑性變形，殘余變形量≤1 mm。

（4）屏蔽門結(jié)構(gòu)應(yīng)具有三維調(diào)節(jié)功能，同時(shí)還應(yīng)考慮到溫差變形及建筑主體的非均勻沉降和伸縮縫的影響。

（5）當(dāng)屏蔽門與列車車廂有等電位要求時(shí)，屏蔽門系統(tǒng)與站臺(tái)結(jié)構(gòu)可靠絕緣。

3.門體。屏蔽門門體包括滑動(dòng)門、固定門、應(yīng)急門、端頭門等?；瑒?dòng)門為電動(dòng)雙扇對(duì)稱門；應(yīng)急門和端頭門的開啟方式為手動(dòng)開啟，從軌道側(cè)向站臺(tái)側(cè)推動(dòng)打開。門體的門扇框架材料一般選用不銹鋼型材或鋁合金型材，門板選用鋼化玻璃、夾層鋼化玻璃、防火玻璃等材料。

（1）滑動(dòng)門。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的滑動(dòng)門模塊都由一對(duì)中心對(duì)稱、能夠自動(dòng)開合的滑動(dòng)門組成。當(dāng)列車?？吭陬A(yù)定位置時(shí)，滑動(dòng)門模塊分別與列車車廂的每個(gè)車門對(duì)齊（一般列車前部第一個(gè)單元和列車尾部最后一個(gè)單元的滑動(dòng)門設(shè)置為不對(duì)稱門）。為確保乘客安全，國(guó)家對(duì)滑動(dòng)門運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能有嚴(yán)格的限制（每扇滑動(dòng)門最大動(dòng)能不超過(guò)10 J，每扇滑動(dòng)門關(guān)門的最后100 mm行程最大動(dòng)能不超過(guò)1 J），因此，在進(jìn)行滑動(dòng)門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在確保其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度、剛度的前提下，盡量減少門體重量。

（2）固定門。固定門位于兩個(gè)滑動(dòng)門之間，通過(guò)安裝支點(diǎn)可以靠地安裝在立柱上，起到封閉列車各個(gè)車箱之間空隙及站臺(tái)端部空間的作用。在進(jìn)行固定門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需重點(diǎn)解決的問(wèn)題是要使單元模塊盡量統(tǒng)一，使其與門楣梁、踏步板或立柱的連接簡(jiǎn)單、方便，方便拆卸、安裝和維護(hù)。

（3）應(yīng)急門。應(yīng)急門由應(yīng)急門門體、門檻和頂盒組成，是在列車門與滑動(dòng)門不能對(duì)齊時(shí)，疏散乘客的門。正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，應(yīng)急門應(yīng)保持關(guān)閉并緊鎖。列車運(yùn)行正常情況下，應(yīng)急門當(dāng)做固定門使用，保持關(guān)閉并緊鎖，起隔離公共區(qū)與隧道區(qū)間的作用；當(dāng)列車進(jìn)站且無(wú)法對(duì)準(zhǔn)滑動(dòng)門時(shí)，應(yīng)急門可作為乘客應(yīng)急疏散通道。因此，在進(jìn)行應(yīng)急門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)確保急門鎖鎖緊或解鎖功能的有效性。

（4）端頭門。端頭門位于通向軌旁區(qū)域的站臺(tái)端部，是供工作人員進(jìn)出站臺(tái)公共區(qū)域的通道，也可在列車發(fā)生區(qū)間隧道火災(zāi)或故障時(shí)作為乘客疏散通道。端頭門中活動(dòng)門的功能及結(jié)構(gòu)與應(yīng)急門基本相同，但端頭門位于站臺(tái)端部，在施工及測(cè)試過(guò)程中其絕緣功能更很難得到保證，因而一般情況下，端頭門與站臺(tái)側(cè)的屏蔽門間要進(jìn)行獨(dú)立絕緣設(shè)計(jì)。

4.頂盒、頂箱、預(yù)埋件、密封件和絕緣件。頂盒主要由聯(lián)結(jié)件、安裝框架、前后蓋板、前后蓋板與屏蔽門頂梁間的密封件等組成，內(nèi)置驅(qū)動(dòng)裝置、門機(jī)控制器、配電端子箱、滑動(dòng)門導(dǎo)軌、閉鎖機(jī)構(gòu)、聲光報(bào)警裝置等。頂箱前蓋板一般兼作導(dǎo)向標(biāo)識(shí)。頂箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及前后蓋板應(yīng)能承受正/負(fù)向風(fēng)壓荷載并保證密封,頂箱蓋板與蓋板之間及蓋板與頂箱面板之間應(yīng)有密封措施，以便于對(duì)頂箱內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖裝置、門控單元（DCU）、配電端子箱、DCU電源開關(guān)等重要部件提供相對(duì)密閉的使用環(huán)境，頂箱的開啟及固定方式便于安裝調(diào)試和維護(hù)檢修，一般頂箱前蓋板開度設(shè)計(jì)應(yīng)不小于70°。預(yù)埋件的作用主要是方便屏蔽門安裝，但由于不同廠家的屏蔽門在結(jié)構(gòu)形式上有較大差別，其對(duì)預(yù)埋件結(jié)構(gòu)形式和安裝位置的要求都不一樣，因此，如果采用預(yù)埋方式，需要屏蔽門專業(yè)工作人員盡早介入，以確保預(yù)埋方案的有效性。密封件、絕緣件應(yīng)為不爆炸、不放射有毒氣體、低煙、低熱量的難燃材料，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)滿足國(guó)家難燃材料B1級(jí)要求。

四、結(jié)論

屏蔽門的設(shè)置要符合總體規(guī)劃，滿足設(shè)計(jì)功能方面的要求；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分考慮安全性、可靠性、可維修性，同時(shí)還應(yīng)遵循模塊化設(shè)計(jì)的原則，做到性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，外形美觀，安裝、調(diào)節(jié)、拆卸、維修方便。