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半高式屏蔽门结构性能测试

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《广州建筑杂志》2014年第二期

1半高式屏蔽门的结构荷载

对于地下站的半高门,由于在隧道里的列车进站和离站时,会产生明显的活塞效应并在垂直于屏蔽门纵向上产生风荷载效应。规定风荷载由轨道侧指向站台侧为正压。进站时,列车挤压空气,在离列车最近的屏蔽门首先会受到一个比较大的正压,由于进站的列车是减速运动,在20s左右风压达到最大后开始衰减,在40s左右最右端的屏蔽门与列车车尾交汇时,出现一个正压的极端值后迅速转为负压,但此刻车速已经开始接近于0,故而负压比正压的峰值要小很多,如图2所示。出站时,由于车头压缩空气,会对最左端的屏蔽门产生一个小幅的正压,随着车速提高,车身抽出屏蔽门所在隧道空间,屏蔽门会受到不断增大的吸力,并在与列车车尾交汇的时候达到极值后迅速波动着减少,再缓慢地恢复为0,如图3所示。对于地上站的半高门,受到的风荷载不同于隧道中的压力波和交会波的共同作用,主要的风荷载来自地面上的自然风引起的结构效应。

以广州为例,考虑50年一遇的风荷载作用,在离地面高度为10m的建筑构筑物记录到的瞬时风压基本值为0.5kPa。并在屏蔽门正负方向上有同样的出现概率。另外一种情况下,特别对于高铁站台上的半高屏蔽门,在列车以350km/h的速度飞站通过站台时,屏蔽门表面的空气压力发生剧烈变化,在几十毫秒时间内相继出现正负压峰值,产生瞬时空气压力冲击现象,该压力与列车距离屏蔽门的距离、列车的行驶速度、列车外形、长度相关。根据来自英国和德国的屏蔽门公司提供的测试委托要求,半高屏蔽门风荷载取值一般在900Pa~1500Pa之间,人群挤压荷载取值一般在1000N/m~1500N/m之间,距离站台踏板高度为1.1m处施加。

2新加坡某线路

HHPSD样机检测实例新加坡作为最早应用屏蔽门的城市之一,其地铁屏蔽门质量标准在世界上属于较高的水平。该检测项目为新建延长线路,全长7.5km,4个高架站站台,共计240个不锈钢玻璃屏蔽门,总人流量为10万。送检样机宽度为6300mm,高度为1585mm,其中固定门玻璃最大尺寸为2690mm×1446mm。受试的HHPSD样机为一对非对称滑动门,包含滑动门电磁锁和手动解锁装置、一扇固定门、三个侧盒、一套传动装置和支撑结构。玻璃采用(5+0.76PVB+5)mm的钢化夹胶玻璃,固定侧盒龙骨为Q235B钢通,宽高尺寸为120mm×60mm,厚度为4mm;安全门框架为316SS钢通,宽高尺寸为50mm×40mm,厚度为2mm。样机大样如图4所示。

2.1设计要求由于屏蔽门系统属于车站轨旁设备,其结构受风荷载及人群作用下,最大弹性变形以不得侵入列车在运行过程中车体的动态包络线为准,否则会造成屏蔽门与车体之间的碰撞。另外屏蔽门门体与列车之间的间隙也不能过宽,存在乘客滞留间隙也会造成安全隐患。滑动门由于设计构造原因最突出于屏蔽门立面,该项目要求滑动门框架在最不利的工况荷载作用下最大变形位移不超过50mm。样机各检测工况如表1所示。

2.2检测过程检测采用德国K.S.风压检测系统,风机为西门子风机,最高风压可以达到6000Pa,精度为1Pa,计量级别为1级合格。百分表量程为100mm,计量1级合格。采用油压千斤顶联合加载方式,通过250mm×150mm×5mm的刚性分配梁和泡沫板组成的荷载均布装置,实现了风荷载和人群挤压荷载的同时同步分级加压。共布置了8个测点,其中在大滑动门中框上布置1、2、3号点,在固定侧盒上布置5、6、8号点,在大滑动门和固定门玻璃上分别布置了4号和7号点,样机测试现场测点布置图如图5所示,检测结果如表2所示。由表2结果可以看到,检测委托要求的4个工况中,正向风荷载和人群挤压荷载联合加载为最不利荷载工况,其位移较其它3个工况更大,最大片滑动门上端点为屏蔽门最不利位置,这也符合立杆悬挑结构的挠度原理。玻璃最大位移位于固定门玻璃形心处。测试结果括号内数值为卸载后的残余变形,均在1mm以内,所以,可以判断该试件基本恢复到初始位置,发生的变形为弹性变形。在实际的观测中,发现满荷载位移值和零荷载残余变形值均随时间的变化而不断变化,建议加载稳定的时间为1min,卸载后稳定的时间为5min。

3总结

采用风机系统施加等效活塞风荷载,更真实地反映了半高式屏蔽门受荷情况,也更准确地测试出风荷载和人群挤压荷载共同作用的实际位移量。经过多年的检测摸索,该检测项目已经形成了一套完整的检测程式,具有良好的可行性。随着我国地铁屏蔽门建设高潮的到来,推动和发展地铁屏蔽门的检测方法必将有利于屏蔽门行业更好、更健康地发展。

作者:吴永昌刘晓松单位:广州建设工程质量安全检测中心有限公司

广州建筑杂志责任编辑:田老师    阅读:人次