半高式屏蔽門結構性能測試范文
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《廣州建筑雜志》2014年第二期
對于地下站的半高門，由于在隧道里的列車進站和離站時，會產生明顯的活塞效應并在垂直于屏蔽門縱向上產生風荷載效應。規定風荷載由軌道側指向站臺側為正壓。進站時，列車擠壓空氣，在離列車最近的屏蔽門首先會受到一個比較大的正壓，由于進站的列車是減速運動，在20s左右風壓達到最大后開始衰減，在40s左右最右端的屏蔽門與列車車尾交匯時，出現一個正壓的極端值后迅速轉為負壓，但此刻車速已經開始接近于0，故而負壓比正壓的峰值要小很多，如圖2所示。出站時，由于車頭壓縮空氣，會對最左端的屏蔽門產生一個小幅的正壓，隨著車速提高，車身抽出屏蔽門所在隧道空間，屏蔽門會受到不斷增大的吸力，并在與列車車尾交匯的時候達到極值后迅速波動著減少，再緩慢地恢復為0，如圖3所示。對于地上站的半高門，受到的風荷載不同于隧道中的壓力波和交會波的共同作用，主要的風荷載來自地面上的自然風引起的結構效應。
以廣州為例，考慮50年一遇的風荷載作用，在離地面高度為10m的建筑構筑物記錄到的瞬時風壓基本值為0.5kPa。并在屏蔽門正負方向上有同樣的出現概率。另外一種情況下，特別對于高鐵站臺上的半高屏蔽門，在列車以350km/h的速度飛站通過站臺時，屏蔽門表面的空氣壓力發生劇烈變化，在幾十毫秒時間內相繼出現正負壓峰值，產生瞬時空氣壓力沖擊現象，該壓力與列車距離屏蔽門的距離、列車的行駛速度、列車外形、長度相關。根據來自英國和德國的屏蔽門公司提供的測試委托要求，半高屏蔽門風荷載取值一般在900Pa~1500Pa之間，人群擠壓荷載取值一般在1000N/m~1500N/m之間，距離站臺踏板高度為1.1m處施加。
2新加坡某線路
HHPSD樣機檢測實例新加坡作為最早應用屏蔽門的城市之一，其地鐵屏蔽門質量標準在世界上屬于較高的水平。該檢測項目為新建延長線路，全長7.5km，4個高架站站臺，共計240個不銹鋼玻璃屏蔽門，總人流量為10萬。送檢樣機寬度為6300mm，高度為1585mm，其中固定門玻璃最大尺寸為2690mm×1446mm。受試的HHPSD樣機為一對非對稱滑動門，包含滑動門電磁鎖和手動解鎖裝置、一扇固定門、三個側盒、一套傳動裝置和支撐結構。玻璃采用（5+0.76PVB+5）mm的鋼化夾膠玻璃，固定側盒龍骨為Q235B鋼通，寬高尺寸為120mm×60mm，厚度為4mm；安全門框架為316SS鋼通，寬高尺寸為50mm×40mm，厚度為2mm。樣機大樣如圖4所示。
2.1設計要求由于屏蔽門系統屬于車站軌旁設備，其結構受風荷載及人群作用下，最大彈性變形以不得侵入列車在運行過程中車體的動態包絡線為準，否則會造成屏蔽門與車體之間的碰撞。另外屏蔽門門體與列車之間的間隙也不能過寬，存在乘客滯留間隙也會造成安全隱患。滑動門由于設計構造原因最突出于屏蔽門立面，該項目要求滑動門框架在最不利的工況荷載作用下最大變形位移不超過50mm。樣機各檢測工況如表1所示。
2.2檢測過程檢測采用德國K.S.風壓檢測系統，風機為西門子風機，最高風壓可以達到6000Pa，精度為1Pa，計量級別為1級合格。百分表量程為100mm，計量1級合格。采用油壓千斤頂聯合加載方式，通過250mm×150mm×5mm的剛性分配梁和泡沫板組成的荷載均布裝置，實現了風荷載和人群擠壓荷載的同時同步分級加壓。共布置了8個測點，其中在大滑動門中框上布置1、2、3號點，在固定側盒上布置5、6、8號點，在大滑動門和固定門玻璃上分別布置了4號和7號點，樣機測試現場測點布置圖如圖5所示，檢測結果如表2所示。由表2結果可以看到，檢測委托要求的4個工況中，正向風荷載和人群擠壓荷載聯合加載為最不利荷載工況，其位移較其它3個工況更大，最大片滑動門上端點為屏蔽門最不利位置，這也符合立桿懸挑結構的撓度原理。玻璃最大位移位于固定門玻璃形心處。測試結果括號內數值為卸載后的殘余變形，均在1mm以內，所以，可以判斷該試件基本恢復到初始位置，發生的變形為彈性變形。在實際的觀測中，發現滿荷載位移值和零荷載殘余變形值均隨時間的變化而不斷變化，建議加載穩定的時間為1min，卸載后穩定的時間為5min。
3總結
采用風機系統施加等效活塞風荷載，更真實地反映了半高式屏蔽門受荷情況，也更準確地測試出風荷載和人群擠壓荷載共同作用的實際位移量。經過多年的檢測摸索，該檢測項目已經形成了一套完整的檢測程式，具有良好的可行性。隨著我國地鐵屏蔽門建設高潮的到來，推動和發展地鐵屏蔽門的檢測方法必將有利于屏蔽門行業更好、更健康地發展。
作者：吳永昌劉曉松單位：廣州建設工程質量安全檢測中心有限公司