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1、轨道交通隧道防淹门系统及门扇受力分析计算傅华,龚飞(上海市隧道工程轨道交通设计研究院)摘要:针对轨道交通隧道防淹门系统的设计,介绍了该系统的结构和工作原理,应用Ansys软件建立防淹门门扇的结构模型,并对其进行有限元分析。通过门扇的应力分析及变形分析来进行门扇的结构设计,确保门扇的制造经济性和使用可靠性。关键词:轨道交通隧道;防淹门;门扇;结构模型;有限元分析位于水域下的轨道交通隧道在施工及正常运营道底面以下100mm;二级报警水位线为轨道顶面以过程中,若恰逢在汛期高潮位,而又因爆炸、地震、战上60mm(此时,
2、车辆设备尚未被淹)。从一级报警争或其他突发事故而受到破坏时,江(河)水即可通水位起,报警信号发送至车站控制室,通过BAS网过受破坏的区间隧道迅速倒灌至城区内,危及人民络至运营控制中心(OCC),有关人员应处于戒备状的生命财产。为了避免这种在特殊状况下隧道作为态,评估灾情及发展趋势,并采取必要的措施。如防进水通道而导致城区被淹的风险,必须在水下区间淹门监控系统计算水位上升速率超过设定值,或区隧道两端车站(工作井)内设置防淹门,以便一旦发间水位达到二级报警水位,则立即向车站控制室、生紧急情况,能够迅速关闭,阻止江(河)水的侵
3、入,OCC等发出危险报警信号。车站控制室人员确认确保城区安全;同时,也便于灾后轨道交通的快速恢险情后向信号系统(ATC)发出关门解锁请求,ATC复。因此,过江(河)隧道防淹门对提高城市和轨道采取疏散车辆等必要措施,然后给电力监控系统交通的防洪安全有着重要意义。(SCADA)发出车辆触网用电终了信号。SCADA执行触网断电操作后,向ATC发送断电信号,由ATC1防淹门系统简介将综合信号(即关闭解锁信号)发送给防淹门系统,1.1防淹门系统功能介绍防淹门系统即刻解锁并在收到关门许可的人工确认1.1.1防淹门主要结构(见图
4、1)指令后,实施操作关闭防淹门。1.1.3防淹门系统监控功能防淹门系统具有三级监视和两级控制功能;即就地、车站及OCC(或ATC)的闸门状态三级监视和就地、车站两级控制;防淹门关闭应经过系统解锁、人工确认,以实现车站或就地两级控制。(1)车站级控制从车控室操作盘(BP)上通过BAS协议接口数据总线控制防淹门开关,防淹门及锁定装置响应一键程序控制关/开门指令。而车站级紧急控制从车控室防淹门紧急控制盘(IBP)通1.启闭机2.门扇3.搁门装置4.门槽过硬线回路直接控制防淹门关闭。操作人员在站长图1防淹门主要结构图或其它
5、有关负责人的授权下,可解除防淹门!1.1.2防淹门系统工作原理ATC!SCADA联锁,将防淹门强行关闭。此紧急控每扇防淹门配置1台启闭机和2台电动同步锁制功能仅用于高度紧急状态。定装置,由防淹门监控系统控制。轨道交通隧道正(2)就地控制级具有一键程序、检修(含单步常时,防淹门呈开启状态,由锁定装置锁定于设备室操作功能)、模拟、手动操作等4种模式。在一键内,3套水位传感器设在区间隧道废水泵房内,水位程序关门模式下,启闭机将防淹门升起50mm后其信息按3取2方式自动确认。一级报警水位线为轨两侧的锁定装置自动打开,防淹门
6、向下运行,直至关!58!∀地下工程与隧道#2008年第2期闭到位。控制柜设在车站站厅层的防淹门设备室根据防淹门的结构布置,面板的计算数据如下:内,并设有就地、远程切换开关,柜内设置PLC控制a=85.8cm、b=90.8cm,得到b/a=90.8/85.8=器,主要设备须采用工艺成熟、安全可靠、技术先进1.058<3,取=1.5查得K=0.32;[]=2135kg/2的产品。控制器通过网络接口相连。cm;解得面板厚度!=1.12cm,单元类型选用Shel,l在材料属性定义中添加16Mn钢的弹性模量2防淹门门扇结构与有
7、限元(FEM)分析52E=2.06%10N/mm和泊松比0.3。取面板的厚2.1门扇结构的尺寸和设计参数度为12mm添加到实常数,然后通过MeshAttribute防淹门门扇设计采用箱形梁板门结构,既减轻将单元类型和材料属性赋于面板模型,并对面板模重量又可满足使用的强度和刚度要求。门扇总高型进行网格划分。4700mm,总宽4590mm。门扇一侧是具有一定厚再次创建梁结构的有限元模型。梁与面板的材度的面板,它直接承受来自隧道的水压力;另一侧采料属性相同。梁结构的单元类型选用具有非线形结用钢板焊接成的∃形钢按照井字形布
8、置并焊构的beam188,以便准确描述梁的大变形和大应变。接在面板上。横向有6根,间距908mm,为主横梁;主横梁、边梁和纵梁的截面通过前处理模块下的纵向有6根,其中两边为边梁,中间4根为小纵梁,Section定义,因为主横梁承受的弯曲应力较大,所间距均为858mm。梁与面板的材料选用16Mn钢,以其腹板比纵梁和边梁
