浅谈地铁屏蔽门的机械设计

李尧 杨清博

摘 要：本文主要思考了地铁屏蔽门的机械设计的具体要点，明确了地铁屏蔽门的机械设计过程中应该采取的方法和对策，希望能够为今后的地铁屏蔽门的机械设计工作带来参考，不断提升地铁屏蔽门的机械设计的水平，保证设计的科学性。

关键词：地铁屏蔽门；机械设计

随着我国地铁数量的不断增多，为了能够让地铁的运行更加稳定，我们必须要进一步提高地铁屏蔽门的机械设计水平，保证其设计更加的符合要求，达到更加的高水平。

一、地铁屏蔽门的重要性分析

地铁屏蔽门是地铁车辆控制体系中的有机组成部分能够有效地将车辆和地铁车站站台隔离地铁屏蔽门的应用对地铁的安全运行具有重要作用主要表现在以下几个方面：

1.地铁屏蔽门系统能够相应地减少空调设备的冷负荷，降低空调的电量损耗达到节能和环保的效果。同时，地铁屏蔽门还能够有效地减少列车在运行过程中所产生的噪音对站台的影响。

2.近年来地铁车站的安全问题引起社会的广泛关注。各大地铁车站站台“掉下站台”的现象时有发生。不论是乘客有意掉下去还是被人推挤下去，都给人们的生命安全带来一定威胁。地铁屏蔽门的设计则有效地阻挡乘客由于意外、自杀等因素掉下站台对保障司乘人员的安全性具有重要意义。

3.地铁屏蔽门的应用还能够适当地减少候车站台中空气灰尘的含量，为司机和乘客提供一个舒适、健康的候车环境。

二、地铁屏蔽门的机械设计

地铁站台屏蔽门的机械设计涉及建筑、机械、材料、电子和信息等多个技术领域。屏蔽门将地铁站台和地铁车辆运行区域分隔开来，并通过控制系统来掌握其开启的时间。地铁站台屏蔽门系统两种组成部分为电气和机械，其中电气部分由控制系统、接地、电源和绝缘机械部分组成，而机械部分为门体结构和门机系统。本文主要介绍地铁站台屏蔽门的机械设计部分。地铁站台屏蔽门系统的设计分为全封闭式和半封闭式的屏蔽门，其中全封闭式屏蔽门亦叫做安全门，主要作用是增加安全性、节约能耗以及增强环境保护。而半封闭式的屏蔽门才是人们普遍认为的屏蔽门，也是应用最多的门。地铁站台屏蔽门的机械部分主要由钢架结构与门体组成。

1.钢架结构。钢架横梁部位为门体的支撑结构，若钢架结构变形，将会致使屏蔽门不能够正常开启与关闭，是一个潜在的安全隐患，必须加以重视。钢架结构主要组成部分有门梁、绝缘衬垫、顶部自动收缩装置、立柱和盖板等等。底部的钢架结构分为上下两部分，下部结构由下部预埋件、踏步板和绝缘垫等组成，下部构件表面会通过绝缘镀层处理，全部绝缘安装，使得屏蔽门与站台等建筑物绝缘；上部结构有顶部预埋件、支座、绝缘板及顶部自动收缩装置等等，立柱的顶部与顶部预埋件相连。底部上下两部分通过椭圆形孔连接，方便调整前后方向，与下部预埋件配合的时候，又可方便纵向调整。顶部自动收缩装置与立柱的相連，能够平衡顶部部位不平误差，并彻底消除顶部部位及站台面对地铁站台屏蔽门系统的影响。

2.门体。地铁站台屏蔽门系统的门体通常由滑动门、固定门、应急门和端门等组成。封闭地铁站台的屏蔽门的门框必须采用不锈钢或铝合金材质，门体部位都要用钢化玻璃。

（1）滑动门。滑动门主要由门框、非自动解锁设备、门吊挂连接板以及门导靴等组成。它在地铁车辆正常运营过程中，司乘人员上下车的通道，同时是地铁车辆在隧道内发生故障或火灾等现象时司乘人员的疏散通道。滑动门上方吊挂连接板与门机的吊挂板连接，而下方装有门导靴，在两扇滑动门的中心处安装有橡胶密封条。滑动门设有锁紧设备以及非自动解锁设备。在滑动门关闭的时候，锁紧设备可以阻止门因任何外力被打开；此时若想打开门，需要轨道两侧的开门把手或者用钥匙打开非自动解锁设备才可以。

（2）固定门。固定门是由不能开启的玻璃隔墙组成，放在两滑动门间，主要组成为钢化玻璃和铝制门框。固定门的主要作用是隔离地铁站台和轨行区侧。根据滑动门与滑动门的距离，并且要满足门体结构强度的要求，按照灯箱广告的可视程度和司乘人员视觉范围的需要，可以将固定门分块亦或不分块。固定门的门槛需要承受固定门的垂直荷载，因此要采用不锈钢材料。

（3）应急门。应急门主要组成部分有应急门板、闭门器和推杆锁。当地铁车辆進站停车时，出现停车故障，车辆门无法对准滑动门，而又不能再进行位置调整时，它便是疏散司乘人员的通道。在应急门的中部安装非自动推杆解锁设备，这样应急门就不会因为隧道通风系统风压或者列车活塞风压等原因而自动打开。在出口处，边司乘人员只能通过用推杆打开推杆锁设备来开门；在站台外面的站台工作人员也可以使用钥匙把应急门打开。应急门的顶部安装的闭门器可以确保在手动状态下也可以自动关闭。

此外还有端门，它是司机、乘务人员以及站台工作人员出入的通道，在特殊紧急事故发生时，也会成为疏通司乘人员的通道。应急门与端门，都只能靠非自动解锁的方法来打开，无需任何动力源来带动。

三、模型简化

采用板单元、梁单元组合假设来简化力学模型，建立适合软件分析的有限元单元模型：（1）把固定门和活动门扇（包括应急门）与支撑系统的钢架结构分开，荷载均直接作用在门扇的表面，门扇的支撑形式可以根据实际设计采用线支撑或点支撑；（2）门扇采用板单元与梁单元相固定结合的模型，板单元表示玻璃，梁单元代表门框；（3）采用梁单元对钢架结构进行分析，来自门扇的各个力根据前面分析得到；（4）钢架与站台底部和顶部的连接形式，可以根据设计，采用相应的固支或简支形式。经过以上简化处理，采用有限元进行分析，可得到各构件的变形、应力，同时，也得到各节点所需要的联结力，进而可进行各连接点的强度校核或设计。

四、结语

针对地铁屏蔽门的机械设计的具体的环节，设计人员要做好设计的各个工作，将设计做的更加的出色，把握好设计的要点，提出更好的设计方法和设计的方案，保证设计的质量。

参考文献：

[1]陈海辉，胡跃明，熊建明 地铁屏蔽门控制系统方案 《华南理工大学学报》-2016年第3期.

[2]孙增田 屏蔽门系统在地铁中的应用《都市快轨交通》-2016年第2期.