軌道交通市域線路的站臺門結構設計分析

摘要：本文以市域地鐵線路為例，對地鐵線路站臺門結構設計要點進行分析，并提出了站臺門絕緣設計方案，以立柱為例進行結構加強優化，經過開展樣機測試及正線驗證，總結出通過二次絕緣或復合絕緣材料包覆等方式可解決站臺門絕緣問題，從而實現整體結構強度更高，門體安裝更加簡便，對乘客保護更有效的目的。

關鍵詞：軌道交通;地鐵線路;站臺門結構;設計方法

引言：當前城市之間逐漸互聯互通，對城際軌道交通發展提出迫切需求。市域城際軌道交通線路的車速往往相對城市地鐵車速更高，活塞風壓更大，對市域地鐵車站的站臺門結構強度提出更高要求。對此，對站臺門機械結構進行合理設計，采用二次絕緣等方案進行設計優化，才可使乘客安全得到切實保障。

1地鐵線路站臺門結構設計要點

市域線路車速相對更高，導致隧道內活塞風載增加，對站臺門結構設計可靠性提出更高要求。為此主要涉及結構包括門體和承重兩個部分，設計要點如下。

1.1門體結構

該結構包括門檻、滑動門、固定門、應急門、端門等部分，一般以每道滑動門對應的單元為獨立單元進行劃分。

門檻設計。包括站臺側和軌道側兩種門檻，底板通常選擇優質碳素結構鋼Q223B材質，外表用熱浸鍍鋅進行防銹處理;外包1～2mm厚不銹鋼板裝飾，在沖壓工藝下形成凸包，增強摩擦力，達到防滑效果[1];

滑動門設計。滑動門由門體框架（不銹鋼或鋁合金門框）、玻璃、門掛板和手動解鎖裝置等零部件構成。滑動門是最靠近列車限界的門體，同時因為需要滑動運行的原因，無法與結構框架進行剛性固定，所以在設計中要重點分析所受載荷及形變，確保足夠強度，不能侵界;

應急門設計。包括門體框架（不銹鋼或鋁合金門框）、玻璃、推桿鎖、限位器、密封件、門體結構膠等。應急門為平開式的旋轉門，這就要求門的下沿需要與地面保持一定間隙，以防因為地磚施工精度和站臺坡度等因素影響應急門無法開門至90度的情況發生;

固定門設計。包括門體框架（不銹鋼或鋁合金門框）、玻璃、門體結構膠等構成，在各個單元滑動門間、或滑動門與端門之間，同樣可在站臺和隧道之間發揮屏障作用，與頂箱門楣、底部門檻通過螺栓或插銷相連接。

1.2承重結構

承重結構主要是承受站臺門的活塞風壓、乘客擠壓力、重力荷載以及其他外界負荷，在剛度和強度方面須與使用要求相符合，設計關鍵點包括兩個方面：

一方面，頂部固定件、伸縮裝置設計。在立柱上方連接位置，通常選用優質碳素結構鋼Q235B材質，外表防銹處理，選用M16或M20高強度連接螺桿。因土建施工難免存在誤差，此類部件可采用伸縮桿在X、Y、Z三個方向一定的調節余量。同時需要通過伸縮裝置能吸收一定的結構沉降，同時實現絕緣安裝。

另一方面，下部支撐結構設計。底座利用折彎、沖壓或焊接成形，使整體結構強度得到保障。材料選用優質碳素結構鋼Q235B材質，外表為熱浸鍍鋅防銹處理。選用M12或M16高強度連接螺栓與站臺板相連，為吸收土建和螺栓打孔偏差，通常設計長腰孔、調節墊片等進行調節。下部支撐結構與立柱或門檻通過絕緣組合方式實現站臺與站臺門門體的電氣絕緣。

2站臺門絕緣設計方案

2.1絕緣優化

對于采用軌道回流的市域軌道交通線路，為避免列車與站臺門之間產生電勢差，同時也為預防接觸網帶電搭接站臺門部件發生站臺門整體帶電的極端情況發生，要對站臺門設備與軌道進行等電位連接，為避免“打火”以及雜散電流對車站結構的電化腐蝕，站臺門結構必須對站臺地絕緣。

在站臺門絕緣設計中除了上文提及的在頂部固定件及下部支撐位置與土建絕緣外。可以在能與乘客接觸的滑動門立柱、門楣、門檻等零件或其表面再進行一次絕緣處理，通常采用絕緣噴涂、貼膜或站臺門內部部件絕緣來實現二次絕緣。另外一種方式是采用新型的絕緣復合門體結構，使絕緣問題得到有效解決。包括非金屬復合材料制成的立柱包板、門框、門檻、門楣等所有能夠與司機、乘客相接觸的構件都具有絕緣性，且性能穩定持久。以立柱為例，復合立柱包括上方伸縮裝置、下方固定裝置、復合立柱型材等，外表包裹厚度為1.5mm的復合絕緣層，型材選用Q235B方通管復合絕緣樹脂材質，在成型后內外層分別為鋼質層、復合材料層。該立柱的設計優化方案是以常規立柱規格厚度為基礎，增加厚度為3mm的復合材料層，通過實物方式進行試驗，發現復合立柱在抗彎、抗壓強度方面均超過原本的鋼質立柱[2]。

2.2樣機測試

在保持原本站臺門機械傳動、電氣部分不變的情況下，通過上述的二次絕緣或絕緣復合門體結構方式，針對絕緣性能和該結構的變形量進行檢驗在絕緣性檢測中，對車站常規環境下的溫度、壓力進行模擬，發現門體絕緣值均可控制在500MΩ左右，充分滿足規定的不小于0.5MΩ的要求。，同時耐久性和穩定性都比單純做結構的絕緣表現更突出。

另外對于復合門體結構形式的結構形變量測試中，將門體放在風壓2000Pa、乘客擠壓載荷1500N/m的環境中測試，發現變形最為明顯之處在于滑動門中間位置，變形量也明顯低于普通的門體結構形式。在門檻變形檢測中，將門檻長度設定為2m、按270kg（按90kg/人，共3人計）的載荷條件下，最大彈性變形量為1.62mm，與相關規定的變形量要求相符，即撓度不得大于1/1000。

結束語：綜上所述，在城市化建設與發展下，城市互聯互通成為主流趨勢。站臺門作為站臺與軌行區區域間的隔離屏障，在市域地鐵站建設中，以乘客安全為導向，結合更大的結構載荷要求進行門體結構優化，將新的絕緣方案、絕緣材料應用到地鐵使用環境中，有效避免乘客及行李接觸時可能帶來的電擊風險，且絕緣效果更持久穩定，使地鐵運營安全得到切實保障。

參考文獻：

[1]饒美婉.城市軌道交通站臺門新型整體式絕緣設計方案[J].都市快軌交通，2019，029（003）：119-121.

[2]陳耿豪.重慶軌道交通一號線站臺門門體結構絕緣方案的研究[J].建筑工程技術與設計，2020，000（001）：648.

作者簡介：劉建林（1981年2月24日——），男，漢族，江蘇省漣水縣人，本科畢業，中級工程師，研究方向：機電工程。