蘇州4號線防踏空膠條對開關門影響及解決措施探討

卜仁龍

摘要：通過分析蘇州4號線電客車鼓形車體與屏蔽門防踏空膠條干涉故障案例，探究何種工況下會產(chǎn)生干涉，給出防踏空膠條現(xiàn)階段整改建議尺寸，為后續(xù)線路建設提供參考。

關鍵詞：防踏空膠條;干涉;動態(tài)限界

1 概述

隨著城市軌道交通的發(fā)展，站臺屏蔽門系統(tǒng)的運用也日趨廣泛，它將列車與站臺候車區(qū)隔離，可以防止乘客跌落或跳下軌道而發(fā)生危險，讓乘客安全、舒適地乘坐地鐵。受土建誤差以及曲線站加寬的影響，屏蔽門門檻與列車門檻間隙較大，列車停站后，車門門檻與屏蔽門門檻之間的間隙過大，乘客可能踏空受傷。為解決這一安全隱患，蘇州4號線采用防踏空膠條來填補這一間隙。

設置防踏空膠條給乘客帶來舒適、安全的同時，因侵犯了車輛限界，存在部分極端工況，電客車無法開關門的情況。2019年上半年蘇州4號線發(fā)生了數(shù)次電客車無法關門的故障，故障原因均為車門下表面與踏空膠條發(fā)生干涉導致。

因此本著服務乘客同時降低干涉故障率，本文擬分析計算得出一個合理尺寸，對既有線路防踏空膠條進行整改，同時給后續(xù)線路建設提供參考。

2 事件案例

2019年5月16日，08：10平瀧路西下行0503次0402車同里方向MP2 車2門車門顯灰。

回庫檢查為MP2 車2門車門無法關閉，產(chǎn)生防夾。司機多次操作開關門后車門仍無法關閉。隨后司機前往故障車門處操作緊急解鎖并復位，車門產(chǎn)生防夾且車門開度比較大。司機斷開車門斷路器手動關閉車門，關門過程中有很強的阻力感。檢查車門尺寸，各尺寸均在范圍內(nèi)。查看車門外觀發(fā)現(xiàn)車門下部有明顯刮擦痕跡（詳見圖1）。初步判斷車門無法關閉并產(chǎn)生防夾的原因為車門與站臺防踏空膠條干涉導致。

與上述故障類似的還有以下案例：

案例1：2019年5月1日 ，15：44分，0509次，0407車，人民橋南下行，關門作業(yè)結束后同里方向左側1-1車門瞬時顯紅，重新開關門后恢復正常。

案例2：2019年5月1日，15：01分，接行調(diào)報，1209次，0431車人民橋南下行，關門作業(yè)結束后同里方向左側6-1車門瞬時顯紅，重新開關門后恢復正常。

分析上述故障可知，0407、0431車產(chǎn)生開門防擠壓，0402車產(chǎn)生關門防擠壓。車門各尺寸數(shù)據(jù)均在標準范圍內(nèi)，檢查車門下檔銷、壓輪、絲桿等機械部件無異常，庫內(nèi)多次測試車門防夾功能正常，開關門50次無異常。檢查均發(fā)現(xiàn)車門門頁底部有擦痕，初步判斷車門與站臺防踏空膠條存在干涉。

在標準軌道測量門頁高度均在標準范圍內(nèi)，一系簧高度在標準范圍內(nèi)，且上述車輛輪徑平均值在830左右，空簧無需加墊調(diào)整。普查發(fā)現(xiàn)4號線車輛發(fā)現(xiàn)33處門頁下表面存在剮蹭痕跡，懷疑為防踏空膠條侵犯車輛動態(tài)限界導致的共性問題。

3 車輛動態(tài)限界校核

3.1計算參數(shù)

防踏空膠條尺寸：50mm×50mm

防踏空膠條距軌道中心距：1450mm

防踏空膠條距軌面高度：1055mm（圖紙安裝高度距軌面1050mm高，但現(xiàn)場實際測量時存在部分膠條偏高的情況，選取1055mm高進行計算）

車門距軌面高度：1073.5mm

3.2計算結果

依據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準CCJ 96—2003《地鐵限界標準》和中華人民共和國國家標準GB 50157—2003《地鐵設計規(guī)范》的要求和計算方法，同時依據(jù)蘇州市軌道交通4號線及其支線工程的線路條件和合同的要求而計算出的車輛動態(tài)包絡線。

計算校核的數(shù)據(jù)包含軌道、車輛誤差和運用磨耗等各項計算要素71條。

下文中所指動態(tài)包絡線是基于軌道、車輛誤差和運用磨耗等參數(shù)下計算的輪廓線，是運用過程中的實際限界，因此與包絡線干涉，實際運用過程中即存在干涉可能。

1、車輛載荷 AW0，車輛速度 0km/h，站臺區(qū)，不計風載。

從圖3校核的AW0包絡線可知，車門打開后門頁下邊緣橫向運動極限位置為距車體中心1491.2mm，垂直方向極限位置為距軌面1015.3mm。

若不設置防踏空膠條，車輛正常停站開門時，車門不會與站臺干涉，存在9.2mm間隙。

但是安裝防踏空膠條后，其豎向、橫向均無法避開車輛開門軌跡，存在較大干涉區(qū)，橫向干涉41.2mm，高度方向干涉34.7mm。

2、車輛載荷 AW3，車輛速度 0km/h，站臺區(qū)，不計風載。

從圖4校核的AW3包絡線可知，車門打開后門頁下邊緣橫向運動極限位置為距車體中心1492.9mm，垂直方向極限位置為距軌面995.7mm。

若不設置防踏空膠條，車輛正常停站開門時，車門不會與站臺干涉，存在7.5mm間隙。

但是安裝防踏空膠條后，其豎向、橫向均無法避開車輛開門軌跡，存在較大干涉區(qū)，橫向干涉。橫向干涉42.9mm，高度方向干涉 54.3mm。

4 解決措施探討

4.1可行的解決方案：

根據(jù)動態(tài)包絡線計算結果，存在三種解決方案：一為防踏空膠條上平面距軌面高度降低至 1000mm;二為橫向切除 42.9mm;三為將防踏空膠條垂向下移20mm，橫向方向切割15mm（計算過程詳見5.2）。

建議選取蘇州火車站、樂橋、人民橋南、平瀧路站進行試改，跟蹤三個月，確認無干涉現(xiàn)象后進行批量整改。

4.2計算過程（僅考慮以下所列因素，同時列車故障工況除外）：

1.實測AW0時門頁打開后距車輛中心線最大為1459mm，與踏空膠條橫向重合9mm;

2.車體每下降10mm，車體寬度增加約1mm;

3.車輪加墊前半徑方向最大磨耗7mm;

4、AW3工況一系簧較AW0下降20mm;

5、一系簧允許的最大蠕變量為6mm;

6、鋼軌允許塑性磨耗9mm;

綜上，考慮車輛遠期AW3工況運營安全，車體較AW0的1073.5mm下降42mm，高度為1031.5mm，橫向方向距車體中心線1463mm（1459+4.2），防踏空膠條上平面距軌面高度為1050mm，側向距軌道中心距1050mm，防踏空膠條垂向需下降18.5mm（1050-1031.5），橫向切割13.2mm（1463.2-1050），考慮垂向、橫向方向安全余量，建議將防踏空膠條垂向至少下移20mm，橫向方向至少切割15mm。

5結語

取消防踏空膠條以犧牲乘客的舒適安全來保證車輛在所有工況下的行車限界，或是忽視車輛在AW2、AW3載客狀態(tài)下開關門功能均不可取。本文提出的解決方案僅部分切削下移防踏空膠條時，能保證車輛在除故障工況外各種載重狀態(tài)時車輛安全開關門。

通過在人民橋南的試改后，所有車輛經(jīng)過該站再也沒有發(fā)生車門無法開關的故障，證實改造方案切實可行。該方案給同為鼓形車體的蘇州3號線設置防踏空膠條尺寸提供了參考，在建設初期避免了故障的發(fā)生。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國行業(yè)標準CCJ 96—2003《地鐵限界標準》.

[2] 中華人民共和國國家標準GB 50157—2003《地鐵設計規(guī)范》.

（作者單位：蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司）