地铁隧道风对屏蔽门关门影响的研究与分析.docx

地铁隧道风对屏蔽门关门影响的研究与分析摘要：随着地铁线路客流不断上升缩短行车间隔成为提高列车运力的重要措施由此引起隧道活塞风不断增大从而对轨道内设备产生相应影响。文章从介绍列车行车密度与隧道风压两者关系出发并选取广州地铁五号线员村站屏蔽门在缩短行车间隔情况下屏蔽门运行中出现关门慢或二次故障情况为例探讨降低风压对屏蔽门正常运行影响解决方案保证屏蔽门设备系统安全稳定运行。关键词：地铁；屏蔽门；风压；屏蔽门系统设置于地铁站台边缘在列车到达和出发时可自动开启和关闭。其功能门部分一般由固定门、滑动门、应急门及端门组成。屏蔽门承受外荷载主要有：①风压②人群荷载③冲击荷载④地震荷载。屏蔽门滑动门在关闭的过程中主要受到门槛与门导靴之间产生的摩擦力及隧道风对左右滑动门的防夹胶条的受力产生对屏蔽门的关门阻力。1列车行车密度与隧道风压的关系列车在隧道内运行现象与活塞运动类似但又有所不同列车前面的空气一部分被推向前方另一部分则沿列车与隧道之间的环形空间形成回流这主要是由于空气黏性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩擦作用使得被列车排挤的空气不能像在大空间中那样及时散开。因此列车前方空气受压缩随之就产生特定的压力变化过程其引起的空气动力学效应会随着行车速度的提高而加剧。同时列车行车密度加大后当后续列车越来越加速靠近时如同活塞运动使被压缩的空气压力将进一步加剧。此时压缩空气急速从打开的屏蔽门散开产生极大地隧道风压。2屏蔽门关门过程受力分析屏蔽门在关门过程中主要受到关门动力和阻力作用。在关门过程中电机电流变化过程为线性增大-不变-线性降低相对应整个关门过程为加速―匀速―减速在屏蔽门在关门时关门动力变化为：增大―不变―减少屏蔽门在关门过程中在正常情况下受到的阻力可以视为不变。根据屏蔽门设计合同技术要求滑动门关门过程中在最后100mm的行程中动能不超过1J/扇门。故此时的屏蔽门平均动力为f风压公式：WP=KrV2/2gr-容量标准空气容量是0.013KN/m3V-风速g-重力加速度K-空气动力系数根据伯努利方程得出的风-压关系现设为1WP=KrV2/2g=0.013×103×8.62÷2÷9.8=49.055Pa（N/m2）单扇门防夹胶条面积为S=2.15m*0.075m=0.16125m2阻力F=49.055*0.16125=7.9N接均动力f。故当屏蔽门从最后100mm的行程基本为靠惯性关门当隧道风压增大的情况下屏蔽门受到的阻力增大（屏蔽门在关门过程中受力情况近似图1）由于关门动力没有增大故出现屏蔽门在关门过程中受阻情况。图1：不同情况下屏蔽门在关门过程中受力情况示意图3员村站屏蔽门数据采集以地铁员村站为例对上行屏蔽门风速进行数据采集及分析。数据采集方法：风速仪离地板一米高处靠近屏蔽门中心线屏蔽门开关门时风速仪风扇与风向保持一致列车带来的隧道风吹过风速仪的风扇显示的最大数据就是最大风速；根据某日对员村站上行1-6号屏蔽门最大风速测量数据如图2（“X”数据为门体出现故障时的最大风速其他数据门体正常）：图2从数据采集结果及现场的效果观察发现临界关门测得的最大风速超过8.6m/s（此风速接近5级风力）时屏蔽门将会出现无法关闭的情况。另外员村站屏蔽门受风压影响发生故障较多的主要为尾端1-7#门即列车进站时最先经过的屏蔽门。4解决方案根据上述分析情况从设备上解决该问题主要有两个途径：4.1、增大关门力在标准内对关门力进行调整在设备上主要针对关门电流进行调整调整后故障率比之前有下降但是不能根本解决该问题主要原因分析如下：由于为了防止夹伤乘客屏蔽门关门力有一定要求不能进行无限增大尤其在低峰期间风压减少的情况下如果关门力调整过大因阻力减少在关门过程中会出现门体碰撞现象；根据现场反映大部分门体是在将要关闭的情况下不能完全关闭从图1可以看出在减速段中关门电流下降较为明显关门力同时下降风压阻力持续不变或增大便出现门体不能关门到位情况。因此单从增大关门力上不能完全解决该故障。4.2、减小关门阻力在增大关门力同时针对门体特点采取一定方法以减少屏蔽门在关闭过程中受到的阻力。屏蔽门在关门过程中主要受力部位为导靴毛刷风压等。选择不同门体分别进行调整以观察效果：4.2.1、对5#屏蔽门导靴进行拆除检查检查发现导靴磨损情况并不严重对该导靴进行更换更换后该故障还时有发生尚未能解决该问题。4.2.2、对4#屏蔽门密封毛刷