轨道交通市域线路的站台门结构设计分析

摘要：本文以市域地铁线路为例，对地铁线路站台门结构设计要点进行分析，并提出了站台门绝缘设计方案，以立柱为例进行结构加强优化，经过开展样机测试及正线验证，总结出通过二次绝缘或复合绝缘材料包覆等方式可解决站台门绝缘问题，从而实现整体结构强度更高，门体安装更加简便，对乘客保护更有效的目的。

关键词：轨道交通;地铁线路;站台门结构;设计方法

引言：当前城市之间逐渐互联互通，对城际轨道交通发展提出迫切需求。市域城际轨道交通线路的车速往往相对城市地铁车速更高，活塞风压更大，对市域地铁车站的站台门结构强度提出更高要求。对此，对站台门机械结构进行合理设计，采用二次绝缘等方案进行设计优化，才可使乘客安全得到切实保障。

1地铁线路站台门结构设计要点

市域线路车速相对更高，导致隧道内活塞风载增加，对站台门结构设计可靠性提出更高要求。为此主要涉及结构包括门体和承重两个部分，设计要点如下。

1.1门体结构

该结构包括门槛、滑动门、固定门、应急门、端门等部分，一般以每道滑动门对应的单元为独立单元进行划分。

门槛设计。包括站台侧和轨道侧两种门槛，底板通常选择优质碳素结构钢Q223B材质，外表用热浸镀锌进行防锈处理;外包1～2mm厚不锈钢板装饰，在冲压工艺下形成凸包，增强摩擦力，达到防滑效果[1];

滑动门设计。滑动门由门体框架（不锈钢或铝合金门框）、玻璃、门挂板和手动解锁装置等零部件构成。滑动门是最靠近列车限界的门体，同时因为需要滑动运行的原因，无法与结构框架进行刚性固定，所以在设计中要重点分析所受载荷及形变，确保足够强度，不能侵界;

应急门设计。包括门体框架（不锈钢或铝合金门框）、玻璃、推杆锁、限位器、密封件、门体结构胶等。应急门为平开式的旋转门，这就要求门的下沿需要与地面保持一定间隙，以防因为地砖施工精度和站台坡度等因素影响应急门无法开门至90度的情况发生;

固定门设计。包括门体框架（不锈钢或铝合金门框）、玻璃、门体结构胶等构成，在各个单元滑动门间、或滑动门与端门之间，同样可在站台和隧道之间发挥屏障作用，与顶箱门楣、底部门槛通过螺栓或插销相连接。

1.2承重结构

承重结构主要是承受站台门的活塞风压、乘客挤压力、重力荷载以及其他外界负荷，在刚度和强度方面须与使用要求相符合，设计关键点包括两个方面：

一方面，顶部固定件、伸缩装置设计。在立柱上方连接位置，通常选用优质碳素结构钢Q235B材质，外表防锈处理，选用M16或M20高强度连接螺杆。因土建施工难免存在误差，此类部件可采用伸缩杆在X、Y、Z三个方向一定的调节余量。同时需要通过伸缩装置能吸收一定的结构沉降，同时实现绝缘安装。

另一方面，下部支撑结构设计。底座利用折弯、冲压或焊接成形，使整体结构强度得到保障。材料选用优质碳素结构钢Q235B材质，外表为热浸镀锌防锈处理。选用M12或M16高强度连接螺栓与站台板相连，为吸收土建和螺栓打孔偏差，通常设计长腰孔、调节垫片等进行调节。下部支撑结构与立柱或门槛通过绝缘组合方式实现站台与站台门门体的电气绝缘。

2站台门绝缘设计方案

2.1绝缘优化

对于采用轨道回流的市域轨道交通线路，为避免列车与站台门之间产生电势差，同时也为预防接触网带电搭接站台门部件发生站台门整体带电的极端情况发生，要对站台门设备与轨道进行等电位连接，为避免“打火”以及杂散电流对车站结构的电化腐蚀，站台门结构必须对站台地绝缘。

在站台门绝缘设计中除了上文提及的在顶部固定件及下部支撑位置与土建绝缘外。可以在能与乘客接触的滑动门立柱、门楣、门槛等零件或其表面再进行一次绝缘处理，通常采用绝缘喷涂、贴膜或站台门内部部件绝缘来实现二次绝缘。另外一种方式是采用新型的绝缘复合门体结构，使绝缘问题得到有效解决。包括非金属复合材料制成的立柱包板、门框、门槛、门楣等所有能够与司机、乘客相接触的构件都具有绝缘性，且性能稳定持久。以立柱为例，复合立柱包括上方伸缩装置、下方固定装置、复合立柱型材等，外表包裹厚度为1.5mm的复合绝缘层，型材选用Q235B方通管复合绝缘树脂材质，在成型后内外层分别为钢质层、复合材料层。该立柱的设计优化方案是以常规立柱规格厚度为基础，增加厚度为3mm的复合材料层，通过实物方式进行试验，发现复合立柱在抗弯、抗压强度方面均超过原本的钢质立柱[2]。

2.2样机测试

在保持原本站台门机械传动、电气部分不变的情况下，通过上述的二次绝缘或绝缘复合门体结构方式，针对绝缘性能和该结构的变形量进行检验在绝缘性检测中，对车站常规环境下的温度、压力进行模拟，发现门体绝缘值均可控制在500MΩ左右，充分满足规定的不小于0.5MΩ的要求。，同时耐久性和稳定性都比单纯做结构的绝缘表现更突出。

另外对于复合门体结构形式的结构形变量测试中，将门体放在风压2000Pa、乘客挤压载荷1500N/m的环境中测试，发现变形最为明显之处在于滑动门中间位置，变形量也明显低于普通的门体结构形式。在门槛变形检测中，将门槛长度设定为2m、按270kg（按90kg/人，共3人计）的载荷条件下，最大弹性变形量为1.62mm，与相关规定的变形量要求相符，即挠度不得大于1/1000。

结束语：综上所述，在城市化建设与发展下，城市互联互通成为主流趋势。站台门作为站台与轨行区区域间的隔离屏障，在市域地铁站建设中，以乘客安全为导向，结合更大的结构载荷要求进行门体结构优化，将新的绝缘方案、绝缘材料应用到地铁使用环境中，有效避免乘客及行李接触时可能带来的电击风险，且绝缘效果更持久稳定，使地铁运营安全得到切实保障。

参考文献：

[1]饶美婉.城市轨道交通站台门新型整体式绝缘设计方案[J].都市快轨交通，2019，029（003）：119-121.

[2]陳耿豪.重庆轨道交通一号线站台门门体结构绝缘方案的研究[J].建筑工程技术与设计，2020，000（001）：648.

作者简介：刘建林（1981年2月24日——），男，汉族，江苏省涟水县人，本科毕业，中级工程师，研究方向：机电工程。