CN109723492A - 一种抗隧道风压防护门加强结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗隧道风压防护门加强结构，包括防护门(1)的隧道侧安装的隧道侧联结系(2)以及所述防护门(1)的洞室侧安装的洞室侧联结系(3)；其中，所述隧道侧联结系(2)以及所述洞室侧联结系(3)均包括若干个联结系单元(11)，所述联结系单元(11)包括纵向桁架(7)、横向桁架(9)以及刚性结点(8)；且，所述隧道侧联结系(2)的各个所述联结系单元(11)表面设为凹凸起伏的非平面结构；所述隧道侧联结系(2)以及所述洞室侧联结系(3)与所述防护门(1)之间固定连接，于所述防护门(1)上两个纵向联结系的加强结构，从门体结构上加强刚度，具有抗风压高、承受疲劳载荷极限大、体积‑质量比小等优点。
Description
技术领域
本发明属于隧道防护门技术领域，更具体地，涉及一种抗隧道风压防护门加强结构。
背景技术
随着我国铁路建设的发展，尤其是客运专线的大规模建设，铁路隧道数量、长度逐年增加，铁路隧道的防火和救援设计问题日渐突出。新修订的《铁路工程设计防火规范》要求在一定长度的隧道内设置横通道和设备洞室防护门。在灾害条件下，防护门对于保护洞室设备、保证信息畅通、人群疏散和创造逃生条件具有重要意义。
隧道防护门贴临隧道内轨行区设置，列车高速驶过时，产生巨大的隧道活塞风，直接作用在防护门上。列车驶过前，作用在防护门上活塞风为正风压，使门体向设备洞室疏散通道侧变形；列车驶过后，作用在防护门上活塞风为负风压，使门体向轨行侧变形。火车高速冲进隧道时，挤压隧道内空气，产生风压，最大风压出现在火车头附近，火车尾部则出现负压。风压变化的结果是使门承受交变载荷的作用。尽管火车通过产生的最大风压远低于爆炸冲击波压力，但火车多次通过，产生的活塞风是正、反风压交替出现的，风压循环作用门体，有可能引起门体受力构件产生疲劳破坏。
现有技术中，国家标准GB_12955-2008规定了由经济部指定认可实验室测试合格，并取得经济部标准检验局核发验证登录证书及授权标识者，称之为防火门。该类门体能够满足火灾、爆炸情况下的防火抗爆要求，但对于现有技术中，对于既有的防护门，通常没有采取相关措施来抵抗隧道内高强度的列车风载荷及往复疲劳载荷。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种抗隧道风压防护门加强结构，防护门隧道侧以及洞室侧的钢面板与各联结系的前翼缘紧接相连，形成两个纵向联结系，即采用防护门两侧同时安装的隧道侧联结系以及洞室侧联结系，从门体本身结构上加强刚度，具有抗风压高、承受疲劳载荷极限大、体积-质量比小等优点。
为实现上述目的，提供一种抗隧道风压防护门加强结构，包括防护门的隧道侧安装的隧道侧联结系以及所述防护门的洞室侧安装的洞室侧联结系；其中，
所述隧道侧联结系和所述洞室侧联结系均包括若干个联结系单元，所述联结系单元包括纵向桁架和横向桁架，以及设于所述纵向桁架和所述横向桁架相交处的刚性结点；且，
所述隧道侧联结系的各个所述联结系单元表面均设为凹凸起伏的非平面结构，具有所述非平面结构的表面可在承受风力作用时产生沿凹凸起伏表面作用的分力从而减少防护门的垂直受力；所述隧道侧联结系和所述洞室侧联结系与所述防护门之间固定连接，于所述防护门洞室侧及隧道侧分别形成纵向联结系的加强结构。
进一步地，所述隧道侧联结系中，两个所述刚性结点之间的所述纵向桁架设为凸面结构和/或两个所述刚性结点之间的所述横向桁架为凸面结构。
进一步地，所述隧道侧联结系中的所述刚性结点设为凸面结构。
进一步地，在所述纵向桁架以及所述横向桁架的基础上，还设置交叉桁架，所述交叉桁架为对角斜杆结构。
进一步地，所述隧道侧联结系和所述洞室侧联结系，同时采用所述交叉桁架或者同时不采用所述交叉桁架或者其中一个采用所述交叉桁架。
进一步地，所述纵向桁架之间的距离不大于300mm，所述横向桁架(9)之间的距离不大于400mm。
进一步地，所述隧道侧联结系与所述防护门之间以及所述洞室侧联结系与所述防护门之间具有若干的焊点。
进一步地，所述防护门的洞室侧安装有起重链条，所述防护门各部件与洞室壁通过所述起重链条固定连接。
进一步地，所述起重链条距离地面高度为所述防护门高度的从上到下1/3处至2/3处。
进一步地，所述联结系单元以及所述起重链条均采用模块化的预制方式。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的抗隧道风压防护门加强结构，防护门隧道侧以及洞室侧的钢面板与各联结系的前翼缘紧接相连，形成两个纵向联结系，即采用防护门两侧同时安装的隧道侧联结系以及洞室侧联结系，从门体本身结构上加强刚度，具有抗风压高、承受疲劳载荷极限大、体积-质量比小等优点。
(2)本发明的抗隧道风压防护门加强结构，根据风雅特点，将隧道侧联结系中，两个刚性结点之间的纵向桁架、横向桁架设置为曲面形状；或者刚性结点设为凸起的弧面结构，能够更好的适应隧道内风压，通过变形量补偿及产生风力分力的方式，减少了防护门的垂直受力，提高了门体抗风压性能。
(3)本发明的抗隧道风压防护门加强结构，联结系包括若干的联结系单元，联结系单元在工厂制作成不同的尺寸并且检验合格，根据现场实测的防护门的尺寸大小，各个联结系单元互相搭配和调整后模块化组装的方式安装在防护门上。采用不同型号的联结系单元进行模块化的安装，不仅能够适应不同的尺寸的防护门，而且能成功避开防护门的门把手及其他装置。
(4)本发明的抗隧道风压防护门加强结构，隧道侧联结系以及洞室侧联结系与防护门之间采用若干的螺栓固定连接，通过螺栓的连接方式，联结系在隧道风压的作用下逐渐磨损后，方便拆除、换新，并且方便维修。
(5)本发明的抗隧道风压防护门加强结构，防护门的洞室侧安装的起重链条，将防护门各部件与洞室壁可靠连接，受墙体牵制，保证了在极端情况下防护门向轨道侧倒塌；并且起重链条可采用模块化的预制方式，便于根据实际情况，适应性的选择起重链条的长短。
(6)本发明的抗隧道风压防护门加强结构，隧道侧联结系以及洞室侧联结系采用工厂预制的方式，保证系统制作质量，生产、测试合格的产品在现场根据实测门洞大小与钢面板进行组装，门体整体质量好、组装简单、适应性好。
(7)本发明的抗隧道风压防护门加强结构，隧道侧联结系2以及洞室侧联结系共同保证门体的纵向垂直刚度，使防护门在启闭时垂直变形小，各构件垂直应力也尽量小。
附图说明
图1为本发明防护门示意图；
图2为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的联结系结构侧视图；
图3为本发明图2的A区域局部放大图一；
图4为本发明图2的A区域局部放大图二；
图5为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的联结系单元结构示意图一；
图6为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的联结系单元结构示意图二；
图7为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的隧道侧联结系整体结构示意图；
图8为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的隧道侧联结系曲面结构示意图一；
图9为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的隧道侧联结系曲面结构示意图二。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-防护门、2-隧道侧联结系、3-洞室侧联结系、4-隔断墙钢筋混凝土、5-螺栓、6-焊点、7-纵向桁架、8-刚性结点、9-横向桁架、10-交叉桁架、11-联结系单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本发明防护门示意图，如图1，隧道的两侧间隔一定距离设置防护门，用于保护洞室设备、保证信息畅通、人群疏散等。隧道防护门1贴临隧道内轨行区设置，列车高速驶过时，产生巨大的隧道活塞风，直接作用在防护门上。列车驶过前，作用在防护门上活塞风为正风压，使门体向设备洞室疏散通道侧变形；列车驶过后，作用在防护门上活塞风为负风压，使门体向轨行侧变形。即产生的活塞风是正、反风压交替出现的，因此，防护门1必须正、反两面都具有足够的刚度。图2为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的联结系结构侧视图，结合图1，本发明的抗隧道风压防护门加强结构，采用两面安装的纵向联结系，共同保证门体的纵向垂直刚度。防护门1隧道侧以及洞室侧的钢面板与各联结系的前翼缘紧接相连，形成两个纵向联结系，防护门1的隧道侧安装有隧道侧联结系2，防护门的洞室侧安装有洞室侧联结系3，隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3均能够避开防护门上的门把手及其他结构，并且与防护门1的两侧紧密连接。隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3与防护门1对比，厚度上较防护门1薄，长度上较防护门1短。另外，有图2可以看出，防护门1上方靠近隧道侧为隔断墙钢筋混凝土4。本发明的抗隧道风压防护门加强结构，采用防护门两侧同时安装的隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3，从门体本身结构上加强刚度，具有抗风压高、承受疲劳载荷极限大、体积-质量比小等优点，可以在既有线路的隧道中，对不满足风压需求的防护门进行加强作用，也可在新线路中直接安装在防护门门体上。同时，隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3共同保证门体的纵向垂直刚度，使防护门在启闭时垂直变形小，各构件垂直应力也尽量小。
优选地，图3为本发明图2的A区域局部放大图一，图4为本发明图2的A区域局部放大图二。如图3，隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3与防护门1之间采用焊接的方式固定连接，隧道侧联结系2与防护门1之间以及洞室侧联结系3与防护门1之间具有若干的焊点6，此方法使联结系与防护门1之间连接为一体，能够增强防护门1的抗风压能力。联结系与防护门1在预制时即焊接固定。如图4，隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3与防护门1之间分别采用若干的螺栓5与其固定连接，通过螺栓的连接方式，联结系在隧道风压的作用下逐渐磨损后，方便拆除、换新，并且方便维修。防护门1在预制时即留有相应的螺栓孔，并且隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3与防护门1的螺栓固定同样在工厂预制时完成。
进一步地，图5和图6分别为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的两种联结系单元结构示意图。如图5所示，隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3均包括若干的联结系单元11，联结系单元11包括纵向桁架7、刚性结点8、横向桁架9，承受风压较大的防护门1，可采用在纵向桁架7以及横向桁架9相交处设置扩大的结点板而构成刚性结点8，若干条交错设置的纵向桁架7以及横向桁架9形成联结系单元11，若干个联结系单元11构成隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3。为了保证防护门1门体的刚度，纵向桁架7之间的距离不宜大于300mm，横向桁架9之间的距离不宜大于400mm，当防护门1的主梁间距较大或者整体防护门1的尺寸较大时，若图6所示，在纵向桁架7以及横向桁架9的基础上，设置交叉桁架10，交叉桁架10为对角斜杆结构，进一步补充了隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3的刚度。
进一步地，图7为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的隧道侧联结系整体结构示意图。如图7所示，作为本发明的防护门加强结构，联结系包括若干的联结系单元11，联结系单元11在工厂制作成不同的尺寸并且检验合格，根据现场实测的防护门1的尺寸大小，各个联结系单元互相搭配和调整，采用模块化组装的方式安装在防护门1上。同时，也可直接应用在防护门1的生产制作上，在工厂制作时与防护门1直接安装固定，对整个防护门1的刚度起主导作用，安装固定的方式包括焊接或者用螺栓固定或者采用胶接的方式。安装时，加强结构设置在防护门的两面，根据实际情况，隧道侧联结系2和洞室侧联结系3，可以同时采用交叉桁架10或者同时不采用交叉桁架10或者其中一个采用交叉桁架10。本发明采用不同型号的联结系单元11进行模块化的安装，不仅能够适应不同的尺寸的防护门，而且能成功避开防护门1的门把手及其他装置。同时本发明的防护门加强结构，隧道侧联结系2以及洞室侧联结系3采用工厂预制的方式，保证系统制作质量，生产、测试合格的产品在现场根据实测门洞大小与钢面板进行组装，门体整体质量好、组装简单、适应性好。
进一步地，图8为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的隧道侧联结系曲面结构示意图一。图9为本发明实施例一种抗隧道风压防护门加强结构涉及的隧道侧联结系曲面结构示意图二。如图8所示，隧道侧联结系2为迎风面，由隧道侧联结系作为主支撑体系承受隧道的正风压，应具有更好的隧道抗风压性能，将隧道侧联结系2的刚性结点8设为凸起的弧面结构，该结构能够有效的分散一部分隧道内风压，将一部分风压转移至凸起部位，产生沿凸起部位不同方向的作用分力，通过产生减少垂直方向受力的分力，大大减小整个联结系，以及整个防护门直接受到隧道风的垂直冲击，能够提高联结系以及防护门的使用寿命。如图9所示，根据风压特点，将隧道侧联结系2中，两个刚性结点8之间的纵向桁架7设置为凸面结构，同样可将两个刚性结点8之间的横向桁架9也设置为凸面结构。在隧道风经过时，平面结构的防护门，防护门面板会直接受到隧道风的垂直的作用力，本发明的非平面结构的防护门面板通过将一部分风压转移到非平面形状的纵向桁架7以及横向桁架9，产生沿向上、向前、向下等不同方向的风力，纵向桁架7以及横向桁架9能够分散隧道风的一部分垂直作用力，因此具有非平面结构的桁架表面可在承受风力作用时产生沿凹凸起伏表面作用的分力从而减少防护门的垂直受力，从而能够减少防护门直接受到风压冲击，更好的适应隧道内风压，提高了门体抗风压性能，同时能够提高联结系以及防护门的使用寿命。
优选地，防护门1的洞室侧安装有起重链条，起重链条将防护门1各部件与洞室壁可靠连接，受墙体牵制，保证了在极端情况下防护门1向轨道侧倒塌。起重链条采用安装链的形式，在洞室侧联结系3以及防护门1上预留安装起重链条的条件，现场进行安装。每扇防护门1至少有2根起重链条与洞室壁相连，且起重链条距离地面高度为防护门1高度的从上到下1/3处或2/3处。
优选地，起重链条可采用模块化的预制方式，便于根据实际情况，适应性的选择起重链条的长短。
本发明的抗隧道风压防护门加强结构，可直接应用于对既有抗风能力不足的隧道中横通道、设备洞室、斜井、紧急救援站等防护门进行结构性加强，也可以直接用于防护门的制造。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，包括防护门(1)的隧道侧安装的隧道侧联结系(2)以及所述防护门(1)的洞室侧安装的洞室侧联结系(3)；其中，
所述隧道侧联结系(2)和所述洞室侧联结系(3)均包括若干个联结系单元(11)，所述联结系单元(11)包括纵向桁架(7)和横向桁架(9)，以及设于所述纵向桁架(7)和所述横向桁架(9)相交处的刚性结点(8)；且，
所述隧道侧联结系(2)的各个所述联结系单元(11)表面均设为凹凸起伏的非平面结构，具有所述非平面结构的表面可在承受风力作用时产生沿凹凸起伏表面作用的分力从而减少防护门的垂直受力；所述隧道侧联结系(2)和所述洞室侧联结系(3)与所述防护门(1)之间固定连接，于所述防护门(1)洞室侧及隧道侧分别形成纵向联结系的加强结构。
2.根据权利要求1所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述隧道侧联结系(2)中，两个所述刚性结点(8)之间的所述纵向桁架(7)设为凸面结构和/或两个所述刚性结点(8)之间的所述横向桁架(9)为凸面结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述隧道侧联结系(2)中的所述刚性结点(8)设为凸面结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，在所述纵向桁架(7)以及所述横向桁架(9)的基础上，还设置交叉桁架(10)，所述交叉桁架(10)为对角斜杆结构。
5.根据权利要求4所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述隧道侧联结系(2)和所述洞室侧联结系(3)，同时采用所述交叉桁架(10)或者同时不采用所述交叉桁架(10)或者其中一个采用所述交叉桁架(10)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述纵向桁架(7)之间的距离不大于300mm，所述横向桁架(9)之间的距离不大于400mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述隧道侧联结系(2)与所述防护门(1)之间以及所述洞室侧联结系(3)与所述防护门(1)之间具有若干的焊点(6)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述防护门(1)的洞室侧安装有起重链条，所述防护门(1)各部件与洞室壁通过所述起重链条固定连接。
9.根据权利要求8任一项所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述起重链条距离地面高度为所述防护门(1)高度的从上到下1/3处至2/3处。
10.根据权利要求9任一项所述的一种抗隧道风压防护门加强结构，其特征在于，所述联结系单元(11)以及所述起重链条均采用模块化的预制方式。
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