地鐵車(chē)站站臺(tái)門(mén)模塊化裝配的設(shè)計(jì)研究

沈旭蕾

摘要：近些年，隨著裝配式技術(shù)在建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，技術(shù)體系趨于成熟，裝配式地鐵車(chē)站的實(shí)施方案也開(kāi)始向可持續(xù)發(fā)展方向轉(zhuǎn)變，很多優(yōu)勢(shì)被逐漸挖掘，越來(lái)越受軌道交通建設(shè)行業(yè)管理人員青睞。因此，本文通過(guò)對(duì)地鐵車(chē)站站臺(tái)門(mén)模塊化裝配現(xiàn)狀和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)論述，明確具體的配置和力學(xué)原理，幫助工作單位明確管理難點(diǎn)和優(yōu)化方向，為未來(lái)行業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)站;站臺(tái)門(mén);模塊化裝配;設(shè)計(jì)研究

這些年隨著裝配式技術(shù)的不斷應(yīng)用，整體工作體系逐漸成熟，在地鐵車(chē)站的應(yīng)用方案也不斷優(yōu)化，建立以綠色高效節(jié)能環(huán)保利于周期管理的全新特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)的工作體系，慢慢被各個(gè)部門(mén)采納接受成為主流建設(shè)方向。但提升工作效率的同時(shí)，裝配式車(chē)站實(shí)施方案也對(duì)站臺(tái)門(mén)的運(yùn)輸和安裝等工作提出更高的工作要求。裝配式建筑不同于傳統(tǒng)的建筑模式，工藝復(fù)雜，結(jié)構(gòu)精細(xì)，作用于軌道交通工程中事半功倍，是未來(lái)發(fā)展的主流方向，也是當(dāng)前建設(shè)工作人員所需要深刻研究的話題。

一、地鐵車(chē)站站臺(tái)門(mén)模塊化裝配現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，站臺(tái)門(mén)安裝主要采用陣列式預(yù)留預(yù)埋或現(xiàn)場(chǎng)打孔的方式，進(jìn)行預(yù)制件擺放，然后再以零部件規(guī)則組裝為基礎(chǔ)工藝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝，實(shí)時(shí)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，雖說(shuō)這樣工作效率較高，但是工業(yè)化程度低，質(zhì)量穩(wěn)定性不足，勞動(dòng)力需求極大且材料和能源消耗量極大，無(wú)法滿足當(dāng)前車(chē)站節(jié)能環(huán)保的要求。因此，針對(duì)現(xiàn)有站臺(tái)門(mén)安裝時(shí)存在的問(wèn)題，結(jié)合裝配式建筑的特點(diǎn)，以及機(jī)電安裝的總體需求，工作單位必須定向優(yōu)化安裝方案，以站臺(tái)門(mén)模塊化為核心工作理念，實(shí)現(xiàn)工作內(nèi)容單元?jiǎng)澐帜K零部件在廠家進(jìn)行組裝測(cè)試，經(jīng)過(guò)特殊的運(yùn)輸方式送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)歷質(zhì)量檢查，投入現(xiàn)場(chǎng)使用。這種工作模式充分提升站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，節(jié)省人力物力，縮短安裝周期，有效節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。目前已知的國(guó)外采用模塊化方案安裝的項(xiàng)目有巴黎地鐵4號(hào)線加裝項(xiàng)目及蒙特利爾REM項(xiàng)目，我們通過(guò)學(xué)習(xí)和研究國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)而轉(zhuǎn)化為自己的技術(shù)。

二、設(shè)計(jì)方案

站臺(tái)門(mén)模塊裝配的設(shè)計(jì)要確保基本功能的正常運(yùn)行，同時(shí)還要滿足每個(gè)模塊單元，具有足夠的韌性，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可以進(jìn)行合理調(diào)配，基于此，站臺(tái)門(mén)模塊化裝配的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為三點(diǎn)：

（一）門(mén)單元模塊的設(shè)計(jì)

當(dāng)前我國(guó)軌道城市交通車(chē)輛有許多車(chē)型，每種車(chē)型的車(chē)門(mén)和站臺(tái)門(mén)之間的間距開(kāi)合度都存在差異，所以站臺(tái)門(mén)在進(jìn)行布局時(shí)，需要明確當(dāng)前列車(chē)車(chē)輛車(chē)型相對(duì)應(yīng)的調(diào)整站臺(tái)門(mén)安裝位置。

（二）測(cè)試試驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集

站臺(tái)也是需要注意的一項(xiàng)工作內(nèi)容，傳統(tǒng)的站臺(tái)布局對(duì)應(yīng)不同車(chē)型會(huì)設(shè)置不同尺寸的站臺(tái)門(mén)單元，但這種工作程序會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品過(guò)于繁瑣，不利于快速生產(chǎn)，因此，經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集，指定固定車(chē)型的安全距離，以此作為參考，大幅降低人力物力，省略實(shí)際測(cè)量環(huán)節(jié)。

（三）門(mén)單元模塊運(yùn)輸方案

因?yàn)檎九_(tái)門(mén)使用裝配式技術(shù)進(jìn)行安裝，其工藝較為復(fù)雜，需要接觸很多不同的安裝技術(shù)，并且結(jié)構(gòu)需要絕對(duì)精確，否則就會(huì)使得整體質(zhì)量無(wú)法得到保障，甚至出現(xiàn)安全隱患。因此工作人員在進(jìn)行站臺(tái)門(mén)運(yùn)輸過(guò)程中，要在生產(chǎn)廠家做好尺寸測(cè)量和質(zhì)量檢測(cè)工作，確保其符合運(yùn)輸條件，不會(huì)在顛簸過(guò)程中出現(xiàn)形變或碎裂的現(xiàn)象。然后對(duì)其規(guī)格和韌性進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，確保每一組工作模塊尺寸相同，韌性相同，在使用同等工藝進(jìn)行安裝的前提下，不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。最后要根據(jù)環(huán)境情況制定運(yùn)輸方案，部分地鐵站處于道路條件惡劣的環(huán)境下，如果長(zhǎng)期使用常規(guī)的運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)行站臺(tái)門(mén)產(chǎn)品運(yùn)輸，很容易出現(xiàn)磕碰，工作人員必須明確當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸條件和天氣情況，分析可能發(fā)生的突發(fā)事故，針對(duì)性的制定解決方案[2]。

三、模塊配置

最常用的站臺(tái)門(mén)單元模塊由立柱、門(mén)檻、滑動(dòng)門(mén)、固定門(mén)、應(yīng)急門(mén)、門(mén)楣、機(jī)構(gòu)、頂箱蓋板、密封組件等組成。根據(jù)材質(zhì)和功能分類(lèi)如下：

首先是站臺(tái)門(mén)單元模塊鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)是主要的框架，結(jié)構(gòu)包括立柱上橫梁、機(jī)構(gòu)、門(mén)楣和門(mén)檻。連接處由螺栓連接組成一個(gè)完整的矩形結(jié)構(gòu)，承載能大幅提升，行駛過(guò)程中承載活塞風(fēng)壓和乘客擠壓，符合規(guī)格的鋼結(jié)構(gòu)可以確保在安裝、運(yùn)輸和使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)形變問(wèn)題。其次是底部支座，站臺(tái)門(mén)單元模塊底部支座為幾字形，通過(guò)墊片和支架組成，其主要原材料為碳鋼，強(qiáng)抗彎曲度高，并且在制作上加裝腰形孔，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)、調(diào)整高度、找平等等。再然后是頂部支撐，主要結(jié)構(gòu)為C型支架伸縮銷(xiāo)軸和連接柱，組建過(guò)程中也是為C字形和頂梁連接端調(diào)節(jié)吸收作用力。最后是門(mén)體，門(mén)體就是最直觀的外部門(mén)結(jié)構(gòu)，包括滑動(dòng)門(mén)、固定門(mén)和應(yīng)急門(mén)，接著相互通過(guò)門(mén)機(jī)掛件連接滾輪在導(dǎo)軌座往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)。固定門(mén)則是使用插銷(xiāo)安裝方式，其底部通過(guò)插銷(xiāo)形狀固定，頂部則是利用插銷(xiāo)和螺栓固定在立柱上，維護(hù)和更換工作可以在站臺(tái)一側(cè)完成，較為便利。如果固定門(mén)更換為應(yīng)急門(mén)，則需要上下同時(shí)使用插銷(xiāo)固定方法，插銷(xiāo)頂部和底部分別固定在門(mén)楣和門(mén)檻上，關(guān)閉時(shí)則是通過(guò)上下同時(shí)閉鎖的推桿鎖閉合來(lái)控制，其維護(hù)和更換工作也可以在一側(cè)完成。

四、力學(xué)原理分析

站臺(tái)門(mén)模塊化裝配技術(shù)的關(guān)鍵在于確保結(jié)構(gòu)輕量化，建立科學(xué)的力學(xué)模型，分析強(qiáng)度以及形變量滿足工作需求。基于此，首先需要進(jìn)行站臺(tái)門(mén)單元模塊荷載能力分析，工作人員先要明確活塞風(fēng)載所提供的內(nèi)部應(yīng)力，以及乘客核載數(shù)量。然后要考慮到車(chē)輛行駛過(guò)程中乘客移動(dòng)帶來(lái)的沖擊力和突發(fā)狀況，帶來(lái)的內(nèi)部應(yīng)力，并根據(jù)實(shí)際情況建立不同條件下的荷載參數(shù)，確保安全穩(wěn)定。其次要進(jìn)行站臺(tái)門(mén)單元模塊技術(shù)建模，充分了解模型，簡(jiǎn)化和安裝實(shí)施所需要的步驟，并對(duì)其核心結(jié)構(gòu)進(jìn)行特征簡(jiǎn)化和中性面抽取。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后的模型，進(jìn)一步進(jìn)行功能劃分和工藝計(jì)算，賦予厚度信息，劃分為標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格工作模式。最后要合理的計(jì)算結(jié)果，明確當(dāng)前站臺(tái)的荷載力以及自重，模擬最?lèi)毫忧闆r下站臺(tái)門(mén)的運(yùn)行情況，確保安全穩(wěn)定。

結(jié)論：綜上所述，通過(guò)對(duì)城市軌道交通地鐵站臺(tái)門(mén)模塊化裝配方案進(jìn)行建模分析，明確形變情況和受力情況，為后續(xù)工作開(kāi)展提供理論基礎(chǔ)。基于此，本文明確站臺(tái)門(mén)模塊裝配門(mén)單元設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)和后續(xù)的優(yōu)化方向，幫助工作單位提升工作質(zhì)量，保障工作效率，為未來(lái)行業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]姜翼. 地鐵車(chē)站站臺(tái)門(mén)模塊化裝配的設(shè)計(jì)研究[J]. 低碳世界， 2020， v.10;No.200（02）：174-176.

[2]付思， 魏奇， 于鑫，等. 城市軌道交通屏蔽門(mén)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用（9）：4.