地铁屏蔽门结构设计

武汉地铁集团有限公司 周 俊

深圳市方大自动化系统有限公司 刘升华

地铁屏蔽门结构设计

武汉地铁集团有限公司 周 俊

深圳市方大自动化系统有限公司 刘升华

本文，笔者介绍了轨道交通站台屏蔽门系统结构设计，供轨道交通站台屏蔽门设计、监理、施工管理人员参考。

一、屏蔽门的概念及功用

屏蔽门又称月台幕门或安全门，是指在月台上以玻璃幕墙的方式包围铁路月台与列车上落空间。列车到达时，再开启玻璃幕墙上电动门工乘客上下列车。其主要功能有：

1.保障乘客的安全。

2.增加基础设施的有效使用率：安装屏蔽门后，可节省站台边缘设置的一米警戒线空间，使站台有效使用面积增加。

3.保障运营的安全：可避免未经许可的人进入隧道。

4.减少能量消耗 ：使用全高封闭式屏蔽门，可减少隧道空调流失，避免电能浪费。

5.改善站台环境。

二、屏蔽门的分类及系统构成

1.屏蔽门的分类。地铁屏蔽门按其功能可分为两大类：闭式和开式。闭式屏蔽门即通常所说的地铁屏蔽门，开式屏蔽门即安全门。安全门又分全高开式屏蔽门（全高安全门）和半高开式屏蔽门（半高安全门）两种。

闭式屏蔽门的气密性良好，能使车站与区间的热交换减小到最低程度，达到节能的目的。其门体高度为2 800～3 200 mm，多用于装备有空调系统的站台。

半高开式屏蔽门主要的作用是保证乘客的安全，高度一般为1 200～1 500 mm，多用在敞开式地面站台或高架站台。全高开式屏蔽门除具有保证乘客的安全的功能外还能减轻列车进站的气流对乘客的影响，其高度一般为2 800～3 200 mm，多用于未装备有空调系统的地下站台。

2.屏蔽门的系统构成。屏蔽门系统由机械和电气两部分构成，机械部分包括门体结构系统和门机传动系统，电气部分包括供电系统和控制系统。

门体结构主要包括承重结构、固定门、应急门、滑动门、端门、顶箱、门槛、预埋件、密封件、绝缘件等；门机系统主要包括门机梁驱动装置、传动装置、门锁及其他相关附件。供电系统主要包括驱动电源、控制电源、电源监视系统等；控制系统主要包括控制设备（PSC、DCU、PSL、MMS等）、现场总线网络及相关软件。

三、轨道交通站台屏蔽门结构设计

屏蔽门结构主要包括承重结构、门体（包括固定门、应急门、滑动门、端门等）、顶箱、预埋件、密封件、绝缘件等。

在结构设计上应充分考虑安全性、可靠性、可维修性，同时应遵循模块化设计原则，尽量减少备品备件的种类和数量，降低维保成本，提高维保效率。

1.结构设计总体原则。

（1）屏蔽门设置在车站的站台边缘，以有效站台中心线为基准向两边对称布置，在站台公共区域形成一个连续的屏障。在列车的正常停车范围内，滑动门应与列车门一一对应。

（2）屏蔽门整体结构强度、刚度、疲劳强度应满足设计要求。

（3）屏蔽门在任何情况下均不应侵入车辆限界。

（4）屏蔽门的门体与建筑主体的连接构件应具有三维调节功能。

（5）屏蔽门应能适应温差变形及建筑主体的非均匀沉降和伸缩缝的影响。

（6）当屏蔽门与列车车厢有等电位要求时，屏蔽门系统应与土建结构绝缘。

2.承重结构。屏蔽门承重结构主要由上部支撑件、伸缩装置、横梁、立柱、门槛等部分组成，承重结构装置的设计寿命一般为30年。

（1）承重结构是屏蔽门的主要受力和传力构件，其主要功能是将由门体承受的人群荷载、活塞风压、机械风压、冲击载荷和地震力等，传递至站台土建结构，以满足使用过程中负载条件的要求。

（2）承重结构一般采用Q235钢材制作，表面经热浸镀锌处理，锌层厚度不少于80 μm，满足30年以上使用寿命要求。

（3）根据《城市轨道交通站台屏蔽门》（CJ/T236-2006）标准，承重结构在使用过程中可能出现的荷载组合作用下的最大总变形量应满足以下要求：

若门体高度≤4000 mm，最接近列车动态包络线构件的最大变形量≤15 mm；若门体高度＞4000 mm，最接近列车动态包络线的构件的最大变形量≤20 mm；半高屏蔽门顶部最接近列车的构件的最大变形量≤15 mm；半高屏蔽门活动门扇的最大变形量≤50 mm；所有门体构件均不发生永久塑性变形，残余变形量≤1 mm。

（4）屏蔽门结构应具有三维调节功能，同时还应考虑到温差变形及建筑主体的非均匀沉降和伸缩缝的影响。

（5）当屏蔽门与列车车厢有等电位要求时，屏蔽门系统与站台结构可靠绝缘。

3.门体。屏蔽门门体包括滑动门、固定门、应急门、端头门等。滑动门为电动双扇对称门；应急门和端头门的开启方式为手动开启，从轨道侧向站台侧推动打开。门体的门扇框架材料一般选用不锈钢型材或铝合金型材，门板选用钢化玻璃、夹层钢化玻璃、防火玻璃等材料。

（1）滑动门。每个标准的滑动门模块都由一对中心对称、能够自动开合的滑动门组成。当列车停靠在预定位置时，滑动门模块分别与列车车厢的每个车门对齐（一般列车前部第一个单元和列车尾部最后一个单元的滑动门设置为不对称门）。为确保乘客安全，国家对滑动门运动过程中的动能有严格的限制（每扇滑动门最大动能不超过10 J，每扇滑动门关门的最后100 mm行程最大动能不超过1 J），因此，在进行滑动门结构设计时，应在确保其达到标准强度、刚度的前提下，尽量减少门体重量。

（2）固定门。固定门位于两个滑动门之间，通过安装支点可以靠地安装在立柱上，起到封闭列车各个车箱之间空隙及站台端部空间的作用。在进行固定门结构设计时，需重点解决的问题是要使单元模块尽量统一，使其与门楣梁、踏步板或立柱的连接简单、方便，方便拆卸、安装和维护。

（3）应急门。应急门由应急门门体、门槛和顶盒组成，是在列车门与滑动门不能对齐时，疏散乘客的门。正常运营状态下，应急门应保持关闭并紧锁。列车运行正常情况下，应急门当做固定门使用，保持关闭并紧锁，起隔离公共区与隧道区间的作用；当列车进站且无法对准滑动门时，应急门可作为乘客应急疏散通道。因此，在进行应急门结构设计时，应重点确保急门锁锁紧或解锁功能的有效性。

（4）端头门。端头门位于通向轨旁区域的站台端部，是供工作人员进出站台公共区域的通道，也可在列车发生区间隧道火灾或故障时作为乘客疏散通道。端头门中活动门的功能及结构与应急门基本相同，但端头门位于站台端部，在施工及测试过程中其绝缘功能更很难得到保证，因而一般情况下，端头门与站台侧的屏蔽门间要进行独立绝缘设计。

4.顶盒、顶箱、预埋件、密封件和绝缘件。顶盒主要由联结件、安装框架、前后盖板、前后盖板与屏蔽门顶梁间的密封件等组成，内置驱动装置、门机控制器、配电端子箱、滑动门导轨、闭锁机构、声光报警装置等。顶箱前盖板一般兼作导向标识。顶箱的结构设计及前后盖板应能承受正/负向风压荷载并保证密封,顶箱盖板与盖板之间及盖板与顶箱面板之间应有密封措施，以便于对顶箱内的驱动电机及传动机构、门锁装置、门控单元（DCU）、配电端子箱、DCU电源开关等重要部件提供相对密闭的使用环境，顶箱的开启及固定方式便于安装调试和维护检修，一般顶箱前盖板开度设计应不小于70°。预埋件的作用主要是方便屏蔽门安装，但由于不同厂家的屏蔽门在结构形式上有较大差别，其对预埋件结构形式和安装位置的要求都不一样，因此，如果采用预埋方式，需要屏蔽门专业工作人员尽早介入，以确保预埋方案的有效性。密封件、绝缘件应为不爆炸、不放射有毒气体、低烟、低热量的难燃材料，检测结果应满足国家难燃材料B1级要求。

四、结论

屏蔽门的设置要符合总体规划，满足设计功能方面的要求；在结构设计上，应充分考虑安全性、可靠性、可维修性，同时还应遵循模块化设计的原则，做到性能先进，结构简洁，外形美观，安装、调节、拆卸、维修方便。