淺談地鐵屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)

李堯 楊清博

摘 要：本文主要思考了地鐵屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)的具體要點(diǎn)，明確了地鐵屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該采取的方法和對(duì)策，希望能夠?yàn)榻窈蟮牡罔F屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作帶來(lái)參考，不斷提升地鐵屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)的水平，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：地鐵屏蔽門(mén)；機(jī)械設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)地鐵數(shù)量的不斷增多，為了能夠讓地鐵的運(yùn)行更加穩(wěn)定，我們必須要進(jìn)一步提高地鐵屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)水平，保證其設(shè)計(jì)更加的符合要求，達(dá)到更加的高水平。

一、地鐵屏蔽門(mén)的重要性分析

地鐵屏蔽門(mén)是地鐵車(chē)輛控制體系中的有機(jī)組成部分能夠有效地將車(chē)輛和地鐵車(chē)站站臺(tái)隔離地鐵屏蔽門(mén)的應(yīng)用對(duì)地鐵的安全運(yùn)行具有重要作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.地鐵屏蔽門(mén)系統(tǒng)能夠相應(yīng)地減少空調(diào)設(shè)備的冷負(fù)荷，降低空調(diào)的電量損耗達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的效果。同時(shí)，地鐵屏蔽門(mén)還能夠有效地減少列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的噪音對(duì)站臺(tái)的影響。

2.近年來(lái)地鐵車(chē)站的安全問(wèn)題引起社會(huì)的廣泛關(guān)注。各大地鐵車(chē)站站臺(tái)“掉下站臺(tái)”的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。不論是乘客有意掉下去還是被人推擠下去，都給人們的生命安全帶來(lái)一定威脅。地鐵屏蔽門(mén)的設(shè)計(jì)則有效地阻擋乘客由于意外、自殺等因素掉下站臺(tái)對(duì)保障司乘人員的安全性具有重要意義。

3.地鐵屏蔽門(mén)的應(yīng)用還能夠適當(dāng)?shù)販p少候車(chē)站臺(tái)中空氣灰塵的含量，為司機(jī)和乘客提供一個(gè)舒適、健康的候車(chē)環(huán)境。

二、地鐵屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)

地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)涉及建筑、機(jī)械、材料、電子和信息等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。屏蔽門(mén)將地鐵站臺(tái)和地鐵車(chē)輛運(yùn)行區(qū)域分隔開(kāi)來(lái)，并通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)掌握其開(kāi)啟的時(shí)間。地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)系統(tǒng)兩種組成部分為電氣和機(jī)械，其中電氣部分由控制系統(tǒng)、接地、電源和絕緣機(jī)械部分組成，而機(jī)械部分為門(mén)體結(jié)構(gòu)和門(mén)機(jī)系統(tǒng)。本文主要介紹地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)部分。地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為全封閉式和半封閉式的屏蔽門(mén)，其中全封閉式屏蔽門(mén)亦叫做安全門(mén)，主要作用是增加安全性、節(jié)約能耗以及增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。而半封閉式的屏蔽門(mén)才是人們普遍認(rèn)為的屏蔽門(mén)，也是應(yīng)用最多的門(mén)。地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)的機(jī)械部分主要由鋼架結(jié)構(gòu)與門(mén)體組成。

1.鋼架結(jié)構(gòu)。鋼架橫梁部位為門(mén)體的支撐結(jié)構(gòu)，若鋼架結(jié)構(gòu)變形，將會(huì)致使屏蔽門(mén)不能夠正常開(kāi)啟與關(guān)閉，是一個(gè)潛在的安全隱患，必須加以重視。鋼架結(jié)構(gòu)主要組成部分有門(mén)梁、絕緣襯墊、頂部自動(dòng)收縮裝置、立柱和蓋板等等。底部的鋼架結(jié)構(gòu)分為上下兩部分，下部結(jié)構(gòu)由下部預(yù)埋件、踏步板和絕緣墊等組成，下部構(gòu)件表面會(huì)通過(guò)絕緣鍍層處理，全部絕緣安裝，使得屏蔽門(mén)與站臺(tái)等建筑物絕緣；上部結(jié)構(gòu)有頂部預(yù)埋件、支座、絕緣板及頂部自動(dòng)收縮裝置等等，立柱的頂部與頂部預(yù)埋件相連。底部上下兩部分通過(guò)橢圓形孔連接，方便調(diào)整前后方向，與下部預(yù)埋件配合的時(shí)候，又可方便縱向調(diào)整。頂部自動(dòng)收縮裝置與立柱的相連，能夠平衡頂部部位不平誤差，并徹底消除頂部部位及站臺(tái)面對(duì)地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)系統(tǒng)的影響。

2.門(mén)體。地鐵站臺(tái)屏蔽門(mén)系統(tǒng)的門(mén)體通常由滑動(dòng)門(mén)、固定門(mén)、應(yīng)急門(mén)和端門(mén)等組成。封閉地鐵站臺(tái)的屏蔽門(mén)的門(mén)框必須采用不銹鋼或鋁合金材質(zhì)，門(mén)體部位都要用鋼化玻璃。

（1）滑動(dòng)門(mén)?；瑒?dòng)門(mén)主要由門(mén)框、非自動(dòng)解鎖設(shè)備、門(mén)吊掛連接板以及門(mén)導(dǎo)靴等組成。它在地鐵車(chē)輛正常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，司乘人員上下車(chē)的通道，同時(shí)是地鐵車(chē)輛在隧道內(nèi)發(fā)生故障或火災(zāi)等現(xiàn)象時(shí)司乘人員的疏散通道?；瑒?dòng)門(mén)上方吊掛連接板與門(mén)機(jī)的吊掛板連接，而下方裝有門(mén)導(dǎo)靴，在兩扇滑動(dòng)門(mén)的中心處安裝有橡膠密封條?；瑒?dòng)門(mén)設(shè)有鎖緊設(shè)備以及非自動(dòng)解鎖設(shè)備。在滑動(dòng)門(mén)關(guān)閉的時(shí)候，鎖緊設(shè)備可以阻止門(mén)因任何外力被打開(kāi)；此時(shí)若想打開(kāi)門(mén)，需要軌道兩側(cè)的開(kāi)門(mén)把手或者用鑰匙打開(kāi)非自動(dòng)解鎖設(shè)備才可以。

（2）固定門(mén)。固定門(mén)是由不能開(kāi)啟的玻璃隔墻組成，放在兩滑動(dòng)門(mén)間，主要組成為鋼化玻璃和鋁制門(mén)框。固定門(mén)的主要作用是隔離地鐵站臺(tái)和軌行區(qū)側(cè)。根據(jù)滑動(dòng)門(mén)與滑動(dòng)門(mén)的距離，并且要滿(mǎn)足門(mén)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，按照燈箱廣告的可視程度和司乘人員視覺(jué)范圍的需要，可以將固定門(mén)分塊亦或不分塊。固定門(mén)的門(mén)檻需要承受固定門(mén)的垂直荷載，因此要采用不銹鋼材料。

（3）應(yīng)急門(mén)。應(yīng)急門(mén)主要組成部分有應(yīng)急門(mén)板、閉門(mén)器和推桿鎖。當(dāng)?shù)罔F車(chē)輛進(jìn)站停車(chē)時(shí)，出現(xiàn)停車(chē)故障，車(chē)輛門(mén)無(wú)法對(duì)準(zhǔn)滑動(dòng)門(mén)，而又不能再進(jìn)行位置調(diào)整時(shí)，它便是疏散司乘人員的通道。在應(yīng)急門(mén)的中部安裝非自動(dòng)推桿解鎖設(shè)備，這樣應(yīng)急門(mén)就不會(huì)因?yàn)樗淼劳L(fēng)系統(tǒng)風(fēng)壓或者列車(chē)活塞風(fēng)壓等原因而自動(dòng)打開(kāi)。在出口處，邊司乘人員只能通過(guò)用推桿打開(kāi)推桿鎖設(shè)備來(lái)開(kāi)門(mén)；在站臺(tái)外面的站臺(tái)工作人員也可以使用鑰匙把應(yīng)急門(mén)打開(kāi)。應(yīng)急門(mén)的頂部安裝的閉門(mén)器可以確保在手動(dòng)狀態(tài)下也可以自動(dòng)關(guān)閉。

此外還有端門(mén)，它是司機(jī)、乘務(wù)人員以及站臺(tái)工作人員出入的通道，在特殊緊急事故發(fā)生時(shí)，也會(huì)成為疏通司乘人員的通道。應(yīng)急門(mén)與端門(mén)，都只能靠非自動(dòng)解鎖的方法來(lái)打開(kāi)，無(wú)需任何動(dòng)力源來(lái)帶動(dòng)。

三、模型簡(jiǎn)化

采用板單元、梁?jiǎn)卧M合假設(shè)來(lái)簡(jiǎn)化力學(xué)模型，建立適合軟件分析的有限元單元模型：（1）把固定門(mén)和活動(dòng)門(mén)扇（包括應(yīng)急門(mén)）與支撐系統(tǒng)的鋼架結(jié)構(gòu)分開(kāi)，荷載均直接作用在門(mén)扇的表面，門(mén)扇的支撐形式可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)采用線(xiàn)支撐或點(diǎn)支撐；（2）門(mén)扇采用板單元與梁?jiǎn)卧喙潭ńY(jié)合的模型，板單元表示玻璃，梁?jiǎn)卧黹T(mén)框；（3）采用梁?jiǎn)卧獙?duì)鋼架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，來(lái)自門(mén)扇的各個(gè)力根據(jù)前面分析得到；（4）鋼架與站臺(tái)底部和頂部的連接形式，可以根據(jù)設(shè)計(jì)，采用相應(yīng)的固支或簡(jiǎn)支形式。經(jīng)過(guò)以上簡(jiǎn)化處理，采用有限元進(jìn)行分析，可得到各構(gòu)件的變形、應(yīng)力，同時(shí)，也得到各節(jié)點(diǎn)所需要的聯(lián)結(jié)力，進(jìn)而可進(jìn)行各連接點(diǎn)的強(qiáng)度校核或設(shè)計(jì)。

四、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)地鐵屏蔽門(mén)的機(jī)械設(shè)計(jì)的具體的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要做好設(shè)計(jì)的各個(gè)工作，將設(shè)計(jì)做的更加的出色，把握好設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，提出更好的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的方案，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳海輝，胡躍明，熊建明 地鐵屏蔽門(mén)控制系統(tǒng)方案 《華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)》-2016年第3期.

[2]孫增田 屏蔽門(mén)系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用《都市快軌交通》-2016年第2期.