摘要：地铁屏蔽门作为是地铁运用比较频繁的部件之一。面对众多的工况及因素，屏蔽门系统结构强度研究非常有必要。本文主要采用有限元软件ANSYS，对结构的强度及安全性进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：地铁；屏蔽门系统；结构强度
一、地铁站台屏蔽门系统结构
地铁站台屏蔽门系统由固定门、滑动门、应急门、端头门、顶箱、上部承重结构、下部承重结构等组成。其中，承重结构及所有受力部件采用优质钢材，门体玻璃采用钢化玻璃，顶箱内部的门机梁采用铝合金型材。屏蔽门系统各部件的材料属性如表1所示。
地铁屏蔽门是指在站台上以玻璃幕墙的方式分隔站台与轨道的设施，在列车到达乘客有上下列车需求时，玻璃幕墙中安装的电动门可以开启。屏蔽门的主要作用是防止乘客利用站台坠轨自杀或发生意外，同时，屏蔽门的安装也使得开启空调的站台区得以相对封闭，实现节约能源的作用。
（一）滑动门
滑动门由门框、门玻璃、踢脚板、手动开锁机构、密封件等组成。滑动门为中分双开式门。关闭时可作为车站站台公共区与隧道区域的屏障；打开时为乘客提供上、下列车的通道，也可作为在车站隧道区域发生火灾或列车故障时乘客的疏散通道。
在屏蔽门的关闭过程中，为防止有人攀爬在列车门与屏蔽门之间的空隙的安全装置，屏蔽门与站台边缘间的空间可能存在的不安全因素，在滑动门下部（轨道侧）加装防攀爬斜边，其结构同时满足限界和滑动门动力学要求。
（二）固定门
固定门由门框、门玻璃、踢脚板、密封件等组成。固定门设置在滑动门与滑动门之间、滑动门与端门之间，是隔离站台和轨道的屏障，起安全保护及防止冷热空气交流、节能降耗作用。固定门玻璃边缘设有装饰性颜色边框，用以遮挡门框结构。在门玻璃上设必要的防撞标识，具体标识图案，在设计联络阶段确定。门体部件设计时考虑互换性，以减少安装时间和简化维修备件的种类；门体之间的密封采用可反复使用的胶条结构，不采用一次性的结构胶方案。结构上无造成人身伤害的隐患。门体下部踢脚板美观大方，符合车站装修对门体的美观要求。上部用角块和顶箱连接，连接角块竖直面上开有长圆孔，可进行上下调节。下部支撑在门槛上，用角块插入门槛的定位孔中定位。
（三）应急门
应急门由门框、门玻璃、踢脚板、手动开门装置、密封件等组成。应急门隔断站台和轨道，有门锁装置，在紧急情况下允许采用手动打开，即站台工作人员可在站台侧用“通用”钥匙、乘客在轨道侧推压开门推杆将门打开，钥匙孔设置在中部。钥匙解锁机构具有限位（限制钥匙解锁角度，开锁状态下钥匙不可拔除）、复位（门关上后自动复位）、锁孔弹性自闭功能。
（四）端门
包括端门单元承重结构、端门顶箱、端门活动门、端门固定门、踢脚板及底部安装件及密封绝缘等部件。主要用于车站工作人员在站台和轨道之间的进出通道，同时兼顾紧急情况下疏散乘客的要求，端门有门锁装置，在紧急情况下允许手动打开，即站台工作人员可在站台侧用“通用”钥匙、乘客在轨道侧推压开门推杆将门打开，钥匙孔设置在中部。
滑动门门槛、应急门门槛作为乘客通过的踏面，能够承受乘客荷载 225kg
（按75kg/人，共 3 人计），且不会有任何方向的位移和变形，固定门门槛采用同样的结构型式、并承受相同大小的荷载要求。
二、地铁屏蔽门型式
根据门体高度和对站台封闭程度不同，屏蔽门系统有以下三种型式：
（一）全封闭式屏蔽门：
全封闭式屏蔽门是一道沿着车站站台边缘和两端设置的从吊顶至站台板间完全封闭的玻璃隔离墙，它可以完全隔离候车区与轨行区。这种屏蔽门的功能是安全、节能及美化候车环境等，适用于天气炎热、空调期长的地下轨道交通线路。
（二）全高式屏蔽门：
全高式屏蔽门也被称为准屏蔽门，是一道顶部不封闭的玻璃隔墙和活动门或不锈钢篱笆门，门体总高度一般为 2500mm 左右，为满足站内通风的要求，在门体上方与吊顶之间存在约 500mm 的间隙，以实现站台区与轨行区的空气对流。全高式屏蔽门的安装位置与全封闭式屏蔽门基本相同，其特点是结构相对简单，高度相对降低了，造价也随之降低，屏蔽门上部非封闭区域有利于空气的流通。全高式屏蔽门的主要作用是安全隔离，同时能起到一定的降噪作用，适用于空调季节期短的地下轨道交通线路。
（三）半高式屏蔽门：
半高式屏蔽门是在站台结构板上设置一道高度约为 1500mm 的闸门，将站台区与轨行区部分隔离，可以实现提高站台安全性、减少站台工作人员的功能。该型式屏蔽门主要适用于新建的地面线路和高架车站以及既有线路站台屏蔽门加装工程。
三、荷载工况分析
地铁屏蔽门系统安装在站台侧，屏蔽门与列车之间保持一定的距离，应满足轨道交通车辆限界的要求。地铁站台屏蔽门结构（车站站台轨行区侧）与列车车辆轮廓线和列车动态包络线（车辆限界）之间的空间关系要求如下：①列车停在站台时，屏蔽门结构的门体边缘与车辆之间最大间隙一般为100--200 mm。②屏蔽门结构的门体边缘至车辆动态包络线的裕度一般为10-25 mm。③屏蔽门结构的门槛边缘至车辆动态包络线的裕度一般为10 mm。
（一）屏蔽门承受的荷载及条件
经分析屏蔽门系统应考虑以下几种荷载情况
工况组合一一一静力与变形荷载：主要考虑结构自重、地震水平过载0.10g，活塞风负压600N/m2、乘客挤压力1500N/m（位于门体1100mm高处），要求门体系统框料变形不超过10mm。
工况组合二一一疲劳荷载：考虑活塞风压士600N/m2，每年22万次，要求满足使用30年共计660万次。
工况组合三一一冲击荷载：考虑乘客冲击力2800N，位于门体1100mm高处，作用面积（100x100）mm作用时间0.08S，要求结构无永久变形。
工况组合四一一门槛荷载：滑动门、应急门、端门门槛要求能承受乘客荷载300kg，并且没有任何方向的位移和变形。
钢化玻璃： ， ， ，
其中：
——弹性模量
——泊松比
——密度
——强度设计值
取屏蔽门系统的两个滑动门（各宽 986.5mm）、一个固定门（宽 2607mm）、两个应急门（各宽 1303.5mm）作为典型结构进行分析。所有立柱选用截面（70×70）mm2壁厚 5mm 的钢通制造，门机梁选用 6063 铝材制造，滑动门、应急门及固定门之框料均选用不锈钢制造，门槛机体、下部支撑件、立柱选用Q235-B 钢制造。滑动门玻璃厚度为 8mm，固定门与应急门玻璃厚度均为10mm。
四、静强度计算
（一）总体强度
图1和图2是在工况组合一下屏蔽门的应力云图。
五、结束语
综上所述，地铁屏蔽门系统结构利用 ANSYS 有限元分析软件，模拟工况，可见地铁滑动门、固定门的门框以及门机梁等各部件的总体强度从理论上均是满足项目要求。
参考文献：
[1]杨利杰.地铁屏蔽门系统技术浅谈[J].铁道机车车辆，2002（2）：29-31.
[2]雷菊珍.屏蔽门结构分析与优化设计[D].南京：南京理工大学2007：1-56.
[3]赵秀.地铁站台屏蔽门门体结构优化设计[D].西安：西北工业大学，2004：1-32
论文作者:裴洪祥
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/10
标签：站台论文; 屏蔽门论文; 结构论文; 荷载论文; 地铁论文; 乘客论文; 工况论文; 《基层建设》2017年第23期论文;