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学术前沿

上海11号线车辆客室内藏门门槛结构研究

发布日期:2012-09-12 18:48

上海11号线车辆客室内藏门门槛结构研究
 
要: 文章介绍了国内地铁车辆客室内藏门门槛典型结构,结合上海轨道交通 11 号线车辆车体的实际结构,在对多种门槛进行分析后,从设计上对门槛进行结构改进,很好地满足了上海轨道交通 11 号线车辆客室内藏门系统的技术要求和工艺要求。
关键词: 地铁车辆; 内藏门; 门槛; 结构
 
1 内藏门门槛的作用
      地铁车辆客室内藏门门槛组成门扇下轨道, 对门扇起导向和限制作用。门扇处于关闭状态并受力时,门槛和上导轨一起承受所有载荷;在车辆运动过程中,门槛夹持门扇,防止抖动;在安装过程中,通过调整门槛的安装位置来确保门扇外表面与车体门立柱之间的间隙,防止门扇后面的橡胶密封条与车体刮擦;外门槛下部与车体留有较大间隙,以便将掉入门缝中的物体和进入到车体隔墙的雨水排出车外;除此之外,门槛还有防滑和压地板布等作用。
 
2 国内常用的内藏门门槛结构及特点
      目前国内最典型成熟的地铁车辆门槛结构见图1,内门槛和外门槛采用分体式结构, 均通过沉头螺栓安装在车体C 型槽块中,内门槛压住地板布 ,内外门槛间隙约12~14 mm,门扇下部嵌在间隙中。 内外门槛安装时在C 型槽内可调整的间隙为±3 mm, 安装顺序为内门槛→门扇→外门槛。门扇处于打开状态时,内外门槛间隙大于门扇下部滑动部分厚度, 门扇允许有微量摆动;当门扇处于关闭位置时,在外门槛的中间和两侧共有4 块摩擦片(见图 2),凸出外门槛,与门扇接触,夹持门扇,防止门扇在车辆运动时抖动。上海轨道交通1 号线 102 车改造项目中也采用此种结构的门槛 ,从安装现场反馈的结果看, 当车体的门立柱制造误差和车体C 型槽焊接误差叠加时,此种门槛结构的调整裕量不够,导致个别门扇后密封胶条与车体刮擦。

3 门槛的各种可能结构分析
      因车体结构的原因,上海轨道交通 11 号线车体未采用铝蜂窝地板结构,内门槛紧贴车体地板面安装,车体上未焊接有调整作用的C 型铝型材,若采用图 1 所示的典型门槛结构, 内门槛将无法调整, 安装无法进行。考虑到门槛安装工艺的需要,内门槛必须设计为可调结构,结合国内其它地铁车辆内藏门结构,至少存在4 种可能方案(见图 3)。

3.1 结构方案 1
      采用整体式门槛方案, 内门槛与外门槛合为一个整体,门槛位置的调整在外侧 C 型槽内进行,理想状态下,门槛有±3 mm 的调整量。
      该方案的优点: 内外门槛间隙预先可制成理想状态,纵向间隙均匀,门槛可调整,目前有应用实例。
      该方案缺点:门槛的调整范围较小;车内侧螺栓必须在门槛调整好后配作,因车体为铝型材,钻底孔后需在地板面上打钢螺套, 因此必须将门扇和门槛全部拆除;门扇处在关闭位置时,门槛无法夹紧门扇,即便外门槛上设计有凸台,凸台磨损后无法更换,此种结构将导致门扇在车辆运动时抖动, 产生多余噪声并降低门扇使用寿命;此外,门槛下部占用排水排屑空间,过多的垃圾容易堆积在门槛间隙中导致门故障。
3.2 结构方案 2
      方案2 将内门槛压板与门槛分开安装, 内门槛压板上的螺栓也配作, 在安装钢螺套时不需整体拆下门扇和门槛, 克服了方案 1 中内侧螺栓安装工艺性差和外门槛耐磨损的凸台不能更换的缺点。
      该方案的优点: 内外门槛间隙预先可制成理想状态,纵向间隙均匀,门槛可调整,安装工艺性较好。
      该方案虽然克服了方案1 中的主要缺点, 但是排屑和排水性能仍然很差,为能顺利排屑和排水,方案1和方案2 均需将下部导槽局部开多段长槽,开槽后,方案2 门槛内侧面的刚度下降, 当门扇受到车外侧压力时,门槛内侧面容易因刚度不足产生变形,内外门槛的间隙变化易导致开关门故障。该方案目前无应用实例。
3.3 结构方案 3
      门槛采用内藏门的典型成熟结构, 内外门槛采用分体式,外门槛采用 C 型槽进行调整固定,内门槛采用常用的L 形型材结构,为使内门槛在安装时可调,内门槛改用内六角圆柱头螺栓固定, 对应的孔开成可调整的腰形孔。
      该方案的优点:内外门槛可调,安装工艺性好,排屑和排水顺畅。
      该方案缺点: 内门槛采用的腰形孔不美观, 易积屑,不易清除。 国内无相关应用实例。
3.4 结构方案 4
      为克服方案3 中不美观的缺点, 本方案将内门槛拆分为内门槛和内门槛压板两个零件, 内门槛通过圆柱头螺栓固定在车体底架边梁侧面,后部加调整垫片,内门槛压板固定在地板面上。
      该方案的优点:内外门槛可调,安装工艺性好,排屑和排水顺畅,外表美观。
      该方案缺点:零部件增多。 国内无相关应用实例。
 
4 上海轨道交通 11 号线车辆内藏门门槛结构选型
      依据车体制造经验,单个门立柱有 2 mm 的直线度误差,同一个门的两个门立柱有 2~3 mm 扭曲,为使门扇与门立柱之间的最小间隙满足设计要求, 内门槛往往需要±(3~5) mm 的调整量。 从以上 4 种方案的分析可看出,方案1 和方案 2 的缺点过多,调整量过小,方案3 和方案 4 能满足±5 mm 调整量的要求, 只是当方案3 达到±5 mm 的调整量时, 表面的腰形孔必然开得更大,影响美观。为此,上海轨道交通 11 号线车辆内藏门门槛采用方案4 结构。在极限情况时,方案 4 的内外门槛间间隙达到16 mm, 此时的门扇在打开状态的活动空间较大,为此,我们通过调整门立柱中部压轮的位置,防止门扇与车体碰撞。 门扇处于关闭状态时,为防止门扇在车辆运行中抖动,在外门槛凸台后加垫片,使门扇处于夹紧状态。
      从现场安装和应用反馈的情况看, 该方案的门槛安装工时少, 工艺操作方便, 安装完后的门槛外表美观,门扇运动灵活,无故障,满足了车门的安装要求。
 
5 结束语
      本文从门立柱制造误差、安装调整工艺性、排屑排水性能、美观性角度进行分析,并且针对上海轨道交通11 号线车辆无蜂窝铝地板的特殊车体结构,提出 4 种内藏门门槛结构方案,并最终确定采用方案4 的门槛结构。该种门槛结构能较好地适应车体制造误差,安装工艺简单并能有效地减少由于门槛因素造成的车门故障。
 
参考文献:
[1] 杨 涛,朱小鹃,王建兵. 上海地铁 AC03 型电动列车客室车门故障分析及解决措施[J]. 城市轨道交通研究,2006(5).
[2] 王建兵 ,朱小鹃,蒲汉亮. 上海地铁车辆客室车门故障原因及整改措施[J]. 电力机车与城轨车辆,2006(1).
[3] 朱小鹃 ,王建兵 ,印桢民. 上海地铁车辆客室车门可靠性技术研究[J]. 城市轨道交通研究,2006(3).