淺談地鐵屏蔽門的機(jī)械設(shè)計

李堯 楊清博

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

關(guān)鍵詞：地鐵屏蔽門；機(jī)械設(shè)計

隨著我國地鐵數(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的機(jī)械設(shè)計水平，保證其設(shè)計更加的符合要求，達(dá)到更加的高水平。

一、地鐵屏蔽門的重要性分析

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

1.地鐵屏蔽門系統(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，地鐵屏蔽門還能夠有效地減少列車在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的噪音對站臺的影響。

2.近年來地鐵車站的安全問題引起社會的廣泛關(guān)注。各大地鐵車站站臺“掉下站臺”的現(xiàn)象時有發(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一定威脅。地鐵屏蔽門的設(shè)計則有效地阻擋乘客由于意外、自殺等因素掉下站臺對保障司乘人員的安全性具有重要意義。

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

二、地鐵屏蔽門的機(jī)械設(shè)計

地鐵站臺屏蔽門的機(jī)械設(shè)計涉及建筑、機(jī)械、材料、電子和信息等多個技術(shù)領(lǐng)域。屏蔽門將地鐵站臺和地鐵車輛運(yùn)行區(qū)域分隔開來，并通過控制系統(tǒng)來掌握其開啟的時間。地鐵站臺屏蔽門系統(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)械部分為門體結(jié)構(gòu)和門機(jī)系統(tǒng)。本文主要介紹地鐵站臺屏蔽門的機(jī)械設(shè)計部分。地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)的設(shè)計分為全封閉式和半封閉式的屏蔽門，其中全封閉式屏蔽門亦叫做安全門，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才是人們普遍認(rèn)為的屏蔽門，也是應(yīng)用最多的門。地鐵站臺屏蔽門的機(jī)械部分主要由鋼架結(jié)構(gòu)與門體組成。

1.鋼架結(jié)構(gòu)。鋼架橫梁部位為門體的支撐結(jié)構(gòu)，若鋼架結(jié)構(gòu)變形，將會致使屏蔽門不能夠正常開啟與關(guān)閉，是一個潛在的安全隱患，必須加以重視。鋼架結(jié)構(gòu)主要組成部分有門梁、絕緣襯墊、頂部自動收縮裝置、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)件表面會通過絕緣鍍層處理，全部絕緣安裝，使得屏蔽門與站臺等建筑物絕緣；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)埋件配合的時候，又可方便縱向調(diào)整。頂部自動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面對地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)的影響。

2.門體。地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)的門體通常由滑動門、固定門、應(yīng)急門和端門等組成。封閉地鐵站臺的屏蔽門的門框必須采用不銹鋼或鋁合金材質(zhì)，門體部位都要用鋼化玻璃。

（1）滑動門。滑動門主要由門框、非自動解鎖設(shè)備、門吊掛連接板以及門導(dǎo)靴等組成。它在地鐵車輛正常運(yùn)營過程中，司乘人員上下車的通道，同時是地鐵車輛在隧道內(nèi)發(fā)生故障或火災(zāi)等現(xiàn)象時司乘人員的疏散通道。滑動門上方吊掛連接板與門機(jī)的吊掛板連接，而下方裝有門導(dǎo)靴，在兩扇滑動門的中心處安裝有橡膠密封條。滑動門設(shè)有鎖緊設(shè)備以及非自動解鎖設(shè)備。在滑動門關(guān)閉的時候，鎖緊設(shè)備可以阻止門因任何外力被打開；此時若想打開門，需要軌道兩側(cè)的開門把手或者用鑰匙打開非自動解鎖設(shè)備才可以。

（2）固定門。固定門是由不能開啟的玻璃隔墻組成，放在兩滑動門間，主要組成為鋼化玻璃和鋁制門框。固定門的主要作用是隔離地鐵站臺和軌行區(qū)側(cè)。根據(jù)滑動門與滑動門的距離，并且要滿足門體結(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范圍的需要，可以將固定門分塊亦或不分塊。固定門的門檻需要承受固定門的垂直荷載，因此要采用不銹鋼材料。

（3）應(yīng)急門。應(yīng)急門主要組成部分有應(yīng)急門板、閉門器和推桿鎖。當(dāng)?shù)罔F車輛進(jìn)站停車時，出現(xiàn)停車故障，車輛門無法對準(zhǔn)滑動門，而又不能再進(jìn)行位置調(diào)整時，它便是疏散司乘人員的通道。在應(yīng)急門的中部安裝非自動推桿解鎖設(shè)備，這樣應(yīng)急門就不會因?yàn)樗淼劳L(fēng)系統(tǒng)風(fēng)壓或者列車活塞風(fēng)壓等原因而自動打開。在出口處，邊司乘人員只能通過用推桿打開推桿鎖設(shè)備來開門；在站臺外面的站臺工作人員也可以使用鑰匙把應(yīng)急門打開。應(yīng)急門的頂部安裝的閉門器可以確保在手動狀態(tài)下也可以自動關(guān)閉。

此外還有端門，它是司機(jī)、乘務(wù)人員以及站臺工作人員出入的通道，在特殊緊急事故發(fā)生時，也會成為疏通司乘人員的通道。應(yīng)急門與端門，都只能靠非自動解鎖的方法來打開，無需任何動力源來帶動。

三、模型簡化

采用板單元、梁單元組合假設(shè)來簡化力學(xué)模型，建立適合軟件分析的有限元單元模型：（1）把固定門和活動門扇（包括應(yīng)急門）與支撐系統(tǒng)的鋼架結(jié)構(gòu)分開，荷載均直接作用在門扇的表面，門扇的支撐形式可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計采用線支撐或點(diǎn)支撐；（2）門扇采用板單元與梁單元相固定結(jié)合的模型，板單元表示玻璃，梁單元代表門框；（3）采用梁單元對鋼架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，來自門扇的各個力根據(jù)前面分析得到；（4）鋼架與站臺底部和頂部的連接形式，可以根據(jù)設(shè)計，采用相應(yīng)的固支或簡支形式。經(jīng)過以上簡化處理，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，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。

四、結(jié)語

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

參考文獻(xiàn)：

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

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