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摘要：经济合理地实现城市轨道交通设计中的人防功能是地铁设计的一个重要问题。为解决地铁区间刚性接触网不断开条件下的人防设防问题，设计出新型区间单扇防护密闭隔断门。新型设备同时有效地解决了线路曲线段、大坡段及大盾构区间施工段的人防设防问题。详细介绍了新型设备的机构设计原理、工作性能及既有难题的解决方案，对其与既有设备的改进处进行对比，得出了新型设备的优越性与应用范围。
关键词：地铁；刚性接触网；防护密闭隔断门
1新型设备概述
目前地铁列车最常用的是接触网授电与第三轨授电2种供电方式，而从节省空间及地铁空间综合利用的角度考虑，位于轨道正上方的接触网供电方式无论从施工便利性还是运营过程的安全性方面都有其独具的优势。目前，Π型汇流排刚性悬挂接触网系统以其结构简单、安装维护方便、安全可靠、国产化率高的特点，在我国城市轨道交通行业获得了普遍好评，目前在广州、南京、杭州、成都、北京等城市地铁得到广泛应用。
2设备设计
2.1新型设备需要解决的问题
(1)位于轨道上方的架空刚性接触网授电方式是一种新型的供电方式，为实现城市轨道交通平战转化的灵活快速，在人防设计时要求设备能够实现在不断开接触网的前提下便捷地启闭，同时应当确保运营的安全性。
(2)新型接触网的汇流排为不规则的纺锤形结构，而且在供电专业设计过程中接触网在左右方向会存在250mm的偏差，因此如何在设备关闭时实现接触网过轨处的密闭就成为在设计时必须解决的问题。
(3)传统的区间隔断门只能安装在线路的直线段，且对线路的高差要求较为严格。因为安装在曲线段及大纵坡位置处的区间隔断门为实现战时的密封功能对于门扇的上下活动梁必须有较大的升降行程，这也是本次设计中需要解决的问题。
(4)随着近年来盾构施工截面尺寸的不断提高，在大盾构施工条件下，一次成型的左右隧道不具备传统区间隔断设备的土建条件，因此开发一种能够在薄弱隔墙条件下使用的防护设备就变的很有必要。
2.2门扇结构设计
单扇区间隔断门采用拼装钢结构，闭锁安装在门扇内部，采用水平安装，门扇内侧安装有能使上下活动梁同步升降的传动机构，能保证门扇在开门动作完成后自动复位。螺栓千斤顶限位器安设在门扇腹腔内，在门扇开启状况下插入限位器支座中，起门扇定位支撑作用，以确保运营安全。
门扇的主体结构由主门扇与上下活动梁组成，为满足接触网专业的需求，主门扇应安装在接触网下方位置，且能够在不影响接触网正常工作的前提下正常启闭。接触网位置的密封由后背上密封梁实现，其中密封梁过接触网位置为V型结构，可在升降过程中有效地避开刚性接触网，而上密封梁的升降行程较大且能够根据接触网的实际位置进行升降调节，以满足密封要求。下活动梁根据实际使用时区间隔断门的具体位置对应不同的高差及过轨形状进行重新设计，相对于已有的区间隔断门主门扇、升降机构、上活动梁及接触网滑动板等主体结构均不需要改变，图纸设计的修改工作量大大减小。
2.3门扇锁定装置设计
为实现战时设备的工作性能，门扇内装有左右水平伸缩的闭锁机构，门框左框、右框上装有闭锁座梁，左右门框墙承受冲击波荷载。转动闭锁机构可实现闭锁的伸缩功能，可实现门扇的平移和关闭，反之亦然。为了保证防护密闭隔断门能安装在大盾构施工条件下两隧道隔墙只有500mm的场合且能正常使用，闭锁梁的安装宽度设计为250mm，保证两隧道隔墙最薄处还有250mm，两隧道隔墙相互不串通，从而大大提高了区间设计时的灵活性。
门扇关闭时，平移功能实现的机构见图1。平移铰页包括下铰页座、平移座、平移头等。平移座与平移头之间在水平方向有一间隙ΔL，该间距即为门扇的设计平移量。通过闭锁的作用，门扇即可向门框墙方向平移。平移座的滚柱槽和平移头的滚柱接触面有一致的坡度，从而能保证门扇在开门动作完成后能自动复位，保证在开门状态时门扇几何中心与平移铰页轴中心一致。
图1铰页平移机构
2.4刚性接触网密封设计
刚性接触网密封装置由上活动梁、接触网密封滑动板、接触网密封橡胶、接触网密封上压板和接触网密封上胶板等组成，如图2所示。
接触网密封滑动板、接触网密封上压板用于对接触网汇流排的密封。接触网密封滑动板安装在上活动梁的滑道槽内，既可随上活动梁上下升降，也可在槽内水平左右滑动±250mm，以满足接触网敷设时拉出值的需要，现场定位后再固定。接触网密封滑动板上部设有胶条密封槽，“Ω”形中空海绵密封条安装在密封槽中。接触网密封上压板上部设有接触网密封上胶板，平时吊挂在门框墙的特定位置上，或安放在工具箱内。临战转换时，将接触网密封上压板吊挂在钢门框上框的接触网正上方(吊挂位置根据接触网的实际位置确定并固定)，门扇关闭后，接触网密封滑动板随着上活动梁不断上升，接触网密封上压板与接触网密封滑动板的V型接触面与“Ω”形中空海绵密封条接触压紧，O型接触面与接触网仿形密封橡胶圈接触压紧，接触网密封上胶板与上门框角钢接触压紧，实现刚性接触网密闭同时仿形橡胶上下受挤压膨胀，达到对接触网汇流排的挤压密封的目的。
图2刚性接触网密闭装置示意图
通常，接触网的密封采用水平方向上两侧推拉式构造方式仿形挤压汇流排密封橡胶来实现。而本设计则采用垂直方向上仿形挤压汇流排密封橡胶来实现。此构造具有结构简便、操作灵活方便、一次安装到位等特点。
汇流排是一种中空的结构，临战转换时，要保证汇流排中空的密闭，在关闭防护密闭隔断门之前，首先应在防护密闭隔断门上方的汇流排上开一螺孔，清洁处理后，注入结构硅酮密封胶(工作温度范围－60～200℃)，实现接触网不断开密封。
3新型设备的适用范围及前景分析
本次研发的新型刚性接触网地铁区间隔断门使得地铁设计时，在考虑人防的情况下本身的空间形式更加灵活，而且人防设备本身的占用空间也得到了有效地缩小，使得整个地铁线路的空间利用率提高。本次的设备研发在如下3个方面取得了一定的改进。
(1)本次设备研发较好地解决了刚性接触网在不断开情况下的人防单元密闭问题，能够在接触网漂移量较大的情况下实现门扇的启闭。而且因为上活动梁能够根据接触网的具体位置进行左右卡槽的设计，同时现场安装到位之后活动梁本身的最大行程为600mm，基本能够满足现有地铁设计中接触网的上下浮动问题。在已完成施工的北京地铁14号线及6号线二期的区间人防设计中，本次研发的设备已经进行了现场应用，并较好地实现了刚性接触网的密封。
(2)设备能够在结构线路的曲线段及较大纵向坡段进行安装使用，使得区间人防段的选择更加灵活，能够有效地避开施工难度较大的线段；同时由于结构下密封梁的设计灵活，使得区间人防设备的门洞形式更加灵活，避免了与线路及轨道专业等发生设计冲突。
(3)设备在占用空间方面也得到了较大的改进，相对于以往设备对侧墙长度的要求，本次研发的设备，侧墙最短处仅要求250mm，有效地节约了隧道施工横断面的尺寸。而与传统的门槛厚度相比，新型设备需要的门槛厚度也大为减小，下密封梁与门槛的密封接触面厚度仅为200mm，而整个门槛的设计厚度也降为350mm，这样就有效地解决了原有人防设备由于门槛厚度过大而与行车轨枕产生冲突的问题。
结语
刚性接触网授电地铁防护密闭隔断门的研制，有效地解决了采用接触网形式的地铁设计中人防空间的划分问题，能够在不断开接触网的情况下实现区间隔断门的密闭；而且由于新型设备占用空间的有效压缩，使得人防段的选择位置更加灵活，能够在大盾构施工段、曲线段及大纵坡段等位置实现人防设防，有助于人防空间更为合理的划分。本文研制的新型设备，已经在目前在建及规划中的多条地铁线路中得到了应用，相信随着设备的逐渐普及，能够在地铁人防工程建设中发挥更大的作用。
参考文献：
［1］黄茂松．软土地下工程与深基坑研究进展［J］．土木工程学报，2012(45):6．