地鐵屏蔽門結構設計

武漢地鐵集團有限公司 周 俊

深圳市方大自動化系統有限公司 劉升華

地鐵屏蔽門結構設計

武漢地鐵集團有限公司 周 俊

深圳市方大自動化系統有限公司 劉升華

本文，筆者介紹了軌道交通站臺屏蔽門系統結構設計，供軌道交通站臺屏蔽門設計、監理、施工管理人員參考。

一、屏蔽門的概念及功用

屏蔽門又稱月臺幕門或安全門，是指在月臺上以玻璃幕墻的方式包圍鐵路月臺與列車上落空間。列車到達時，再開啟玻璃幕墻上電動門工乘客上下列車。其主要功能有：

1.保障乘客的安全。

2.增加基礎設施的有效使用率：安裝屏蔽門后，可節省站臺邊緣設置的一米警戒線空間，使站臺有效使用面積增加。

3.保障運營的安全：可避免未經許可的人進入隧道。

4.減少能量消耗 ：使用全高封閉式屏蔽門，可減少隧道空調流失，避免電能浪費。

5.改善站臺環境。

二、屏蔽門的分類及系統構成

1.屏蔽門的分類。地鐵屏蔽門按其功能可分為兩大類：閉式和開式。閉式屏蔽門即通常所說的地鐵屏蔽門，開式屏蔽門即安全門。安全門又分全高開式屏蔽門（全高安全門）和半高開式屏蔽門（半高安全門）兩種。

閉式屏蔽門的氣密性良好，能使車站與區間的熱交換減小到最低程度，達到節能的目的。其門體高度為2 800～3 200 mm，多用于裝備有空調系統的站臺。

半高開式屏蔽門主要的作用是保證乘客的安全，高度一般為1 200～1 500 mm，多用在敞開式地面站臺或高架站臺。全高開式屏蔽門除具有保證乘客的安全的功能外還能減輕列車進站的氣流對乘客的影響，其高度一般為2 800～3 200 mm，多用于未裝備有空調系統的地下站臺。

2.屏蔽門的系統構成。屏蔽門系統由機械和電氣兩部分構成，機械部分包括門體結構系統和門機傳動系統，電氣部分包括供電系統和控制系統。

門體結構主要包括承重結構、固定門、應急門、滑動門、端門、頂箱、門檻、預埋件、密封件、絕緣件等；門機系統主要包括門機梁驅動裝置、傳動裝置、門鎖及其他相關附件。供電系統主要包括驅動電源、控制電源、電源監視系統等；控制系統主要包括控制設備（PSC、DCU、PSL、MMS等）、現場總線網絡及相關軟件。

三、軌道交通站臺屏蔽門結構設計

屏蔽門結構主要包括承重結構、門體（包括固定門、應急門、滑動門、端門等）、頂箱、預埋件、密封件、絕緣件等。

在結構設計上應充分考慮安全性、可靠性、可維修性，同時應遵循模塊化設計原則，盡量減少備品備件的種類和數量，降低維保成本，提高維保效率。

1.結構設計總體原則。

（1）屏蔽門設置在車站的站臺邊緣，以有效站臺中心線為基準向兩邊對稱布置，在站臺公共區域形成一個連續的屏障。在列車的正常停車范圍內，滑動門應與列車門一一對應。

（2）屏蔽門整體結構強度、剛度、疲勞強度應滿足設計要求。

（3）屏蔽門在任何情況下均不應侵入車輛限界。

（4）屏蔽門的門體與建筑主體的連接構件應具有三維調節功能。

（5）屏蔽門應能適應溫差變形及建筑主體的非均勻沉降和伸縮縫的影響。

（6）當屏蔽門與列車車廂有等電位要求時，屏蔽門系統應與土建結構絕緣。

2.承重結構。屏蔽門承重結構主要由上部支撐件、伸縮裝置、橫梁、立柱、門檻等部分組成，承重結構裝置的設計壽命一般為30年。

（1）承重結構是屏蔽門的主要受力和傳力構件，其主要功能是將由門體承受的人群荷載、活塞風壓、機械風壓、沖擊載荷和地震力等，傳遞至站臺土建結構，以滿足使用過程中負載條件的要求。

（2）承重結構一般采用Q235鋼材制作，表面經熱浸鍍鋅處理，鋅層厚度不少于80 μm，滿足30年以上使用壽命要求。

（3）根據《城市軌道交通站臺屏蔽門》（CJ/T236-2006）標準，承重結構在使用過程中可能出現的荷載組合作用下的最大總變形量應滿足以下要求：

若門體高度≤4000 mm，最接近列車動態包絡線構件的最大變形量≤15 mm；若門體高度＞4000 mm，最接近列車動態包絡線的構件的最大變形量≤20 mm；半高屏蔽門頂部最接近列車的構件的最大變形量≤15 mm；半高屏蔽門活動門扇的最大變形量≤50 mm；所有門體構件均不發生永久塑性變形，殘余變形量≤1 mm。

（4）屏蔽門結構應具有三維調節功能，同時還應考慮到溫差變形及建筑主體的非均勻沉降和伸縮縫的影響。

（5）當屏蔽門與列車車廂有等電位要求時，屏蔽門系統與站臺結構可靠絕緣。

3.門體。屏蔽門門體包括滑動門、固定門、應急門、端頭門等。滑動門為電動雙扇對稱門；應急門和端頭門的開啟方式為手動開啟，從軌道側向站臺側推動打開。門體的門扇框架材料一般選用不銹鋼型材或鋁合金型材，門板選用鋼化玻璃、夾層鋼化玻璃、防火玻璃等材料。

（1）滑動門。每個標準的滑動門模塊都由一對中心對稱、能夠自動開合的滑動門組成。當列車停靠在預定位置時，滑動門模塊分別與列車車廂的每個車門對齊（一般列車前部第一個單元和列車尾部最后一個單元的滑動門設置為不對稱門）。為確保乘客安全，國家對滑動門運動過程中的動能有嚴格的限制（每扇滑動門最大動能不超過10 J，每扇滑動門關門的最后100 mm行程最大動能不超過1 J），因此，在進行滑動門結構設計時，應在確保其達到標準強度、剛度的前提下，盡量減少門體重量。

（2）固定門。固定門位于兩個滑動門之間，通過安裝支點可以靠地安裝在立柱上，起到封閉列車各個車箱之間空隙及站臺端部空間的作用。在進行固定門結構設計時，需重點解決的問題是要使單元模塊盡量統一，使其與門楣梁、踏步板或立柱的連接簡單、方便，方便拆卸、安裝和維護。

（3）應急門。應急門由應急門門體、門檻和頂盒組成，是在列車門與滑動門不能對齊時，疏散乘客的門。正常運營狀態下，應急門應保持關閉并緊鎖。列車運行正常情況下，應急門當做固定門使用，保持關閉并緊鎖，起隔離公共區與隧道區間的作用；當列車進站且無法對準滑動門時，應急門可作為乘客應急疏散通道。因此，在進行應急門結構設計時，應重點確保急門鎖鎖緊或解鎖功能的有效性。

（4）端頭門。端頭門位于通向軌旁區域的站臺端部，是供工作人員進出站臺公共區域的通道，也可在列車發生區間隧道火災或故障時作為乘客疏散通道。端頭門中活動門的功能及結構與應急門基本相同，但端頭門位于站臺端部，在施工及測試過程中其絕緣功能更很難得到保證，因而一般情況下，端頭門與站臺側的屏蔽門間要進行獨立絕緣設計。

4.頂盒、頂箱、預埋件、密封件和絕緣件。頂盒主要由聯結件、安裝框架、前后蓋板、前后蓋板與屏蔽門頂梁間的密封件等組成，內置驅動裝置、門機控制器、配電端子箱、滑動門導軌、閉鎖機構、聲光報警裝置等。頂箱前蓋板一般兼作導向標識。頂箱的結構設計及前后蓋板應能承受正/負向風壓荷載并保證密封,頂箱蓋板與蓋板之間及蓋板與頂箱面板之間應有密封措施，以便于對頂箱內的驅動電機及傳動機構、門鎖裝置、門控單元（DCU）、配電端子箱、DCU電源開關等重要部件提供相對密閉的使用環境，頂箱的開啟及固定方式便于安裝調試和維護檢修，一般頂箱前蓋板開度設計應不小于70°。預埋件的作用主要是方便屏蔽門安裝，但由于不同廠家的屏蔽門在結構形式上有較大差別，其對預埋件結構形式和安裝位置的要求都不一樣，因此，如果采用預埋方式，需要屏蔽門專業工作人員盡早介入，以確保預埋方案的有效性。密封件、絕緣件應為不爆炸、不放射有毒氣體、低煙、低熱量的難燃材料，檢測結果應滿足國家難燃材料B1級要求。

四、結論

屏蔽門的設置要符合總體規劃，滿足設計功能方面的要求；在結構設計上，應充分考慮安全性、可靠性、可維修性，同時還應遵循模塊化設計的原則，做到性能先進，結構簡潔，外形美觀，安裝、調節、拆卸、維修方便。