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摘要：通过分析苏州4号线电客车鼓形车体与屏蔽门防踏空胶条干涉故障案例，探究何种工况下会产生干涉，给出防踏空胶条现阶段整改建议尺寸，为后续线路建设提供参考。
关键词：防踏空胶条;干涉;动态限界
1 概述
随着城市轨道交通的发展，站台屏蔽门系统的运用也日趋广泛，它将列车与站台候车区隔离，可以防止乘客跌落或跳下轨道而发生危险，让乘客安全、舒适地乘坐地铁。受土建误差以及曲线站加宽的影响，屏蔽门门槛与列车门槛间隙较大，列车停站后，车门门槛与屏蔽门门槛之间的间隙过大，乘客可能踏空受伤。为解决这一安全隐患，苏州4号线采用防踏空胶条来填补这一间隙。
设置防踏空胶条给乘客带来舒适、安全的同时，因侵犯了车辆限界，存在部分极端工况，电客车无法开关门的情况。2019年上半年苏州4号线发生了数次电客车无法关门的故障，故障原因均为车门下表面与踏空胶条发生干涉导致。
因此本着服务乘客同时降低干涉故障率，本文拟分析计算得出一个合理尺寸，对既有线路防踏空胶条进行整改，同时给后续线路建设提供参考。
2 事件案例
2019年5月16日，08：10平泷路西下行0503次0402车同里方向MP2 车2门车门显灰。
回库检查为MP2 车2门车门无法关闭，产生防夹。司机多次操作开关门后车门仍无法关闭。随后司机前往故障车门处操作紧急解锁并复位，车门产生防夹且车门开度比较大。司机断开车门断路器手动关闭车门，关门过程中有很强的阻力感。检查车门尺寸，各尺寸均在范围内。查看车门外观发现车门下部有明显刮擦痕迹（详见图1）。初步判断车门无法关闭并产生防夹的原因为车门与站台防踏空胶条干涉导致。
与上述故障类似的还有以下案例：
案例1：2019年5月1日 ，15：44分，0509次，0407车，人民桥南下行，关门作业结束后同里方向左侧1-1车门瞬时显红，重新开关门后恢复正常。
案例2：2019年5月1日，15：01分，接行调报，1209次，0431车人民桥南下行，关门作业结束后同里方向左侧6-1车门瞬时显红，重新开关门后恢复正常。
分析上述故障可知，0407、0431车产生开门防挤压，0402车产生关门防挤压。车门各尺寸数据均在标准范围内，检查车门下档销、压轮、丝杆等机械部件无异常，库内多次测试车门防夹功能正常，开关门50次无异常。检查均发现车门门页底部有擦痕，初步判断车门与站台防踏空胶条存在干涉。
在标准轨道测量门页高度均在标准范围内，一系簧高度在标准范围内，且上述车辆轮径平均值在830左右，空簧无需加垫调整。普查发现4号线车辆发现33处门页下表面存在剐蹭痕迹，怀疑为防踏空胶条侵犯车辆动态限界导致的共性问题。
3 车辆动态限界校核
3.1计算参数
防踏空胶条尺寸：50mm×50mm
防踏空胶条距轨道中心距：1450mm
防踏空胶条距轨面高度：1055mm（图纸安装高度距轨面1050mm高，但现场实际测量时存在部分胶条偏高的情况，选取1055mm高进行计算）
车门距轨面高度：1073.5mm
3.2计算结果
依据中华人民共和国行业标准CCJ 96—2003《地铁限界标准》和中华人民共和国国家标准GB 50157—2003《地铁设计规范》的要求和计算方法，同时依据苏州市轨道交通4号线及其支线工程的线路条件和合同的要求而计算出的车辆动态包络线。
计算校核的数据包含轨道、车辆误差和运用磨耗等各项计算要素71条。
下文中所指动态包络线是基于轨道、车辆误差和运用磨耗等参数下计算的轮廓线，是运用过程中的实际限界，因此与包络线干涉，实际运用过程中即存在干涉可能。
1、车辆载荷 AW0，车辆速度 0km/h，站台区，不计风载。
从图3校核的AW0包络线可知，车门打开后门页下边缘横向运动极限位置为距车体中心1491.2mm，垂直方向极限位置为距轨面1015.3mm。
若不设置防踏空胶条，车辆正常停站开门时，车门不会与站台干涉，存在9.2mm间隙。
但是安装防踏空胶条后，其竖向、横向均无法避开车辆开门轨迹，存在较大干涉区，横向干涉41.2mm，高度方向干涉34.7mm。
2、车辆载荷 AW3，车辆速度 0km/h，站台区，不计风载。
从图4校核的AW3包络线可知，车门打开后门页下边缘横向运动极限位置为距车体中心1492.9mm，垂直方向极限位置为距轨面995.7mm。
若不设置防踏空胶条，车辆正常停站开门时，车门不会与站台干涉，存在7.5mm间隙。
但是安装防踏空胶条后，其竖向、横向均无法避开车辆开门轨迹，存在较大干涉区，横向干涉。横向干涉42.9mm，高度方向干涉 54.3mm。
4 解决措施探讨
4.1可行的解决方案：
根据动态包络线计算结果，存在三种解决方案：一为防踏空胶条上平面距轨面高度降低至 1000mm;二为横向切除 42.9mm;三为将防踏空胶条垂向下移20mm，横向方向切割15mm（计算过程详见5.2）。
建议选取苏州火车站、乐桥、人民桥南、平泷路站进行试改，跟踪三个月，确认无干涉現象后进行批量整改。
4.2计算过程（仅考虑以下所列因素，同时列车故障工况除外）：
1.实测AW0时门页打开后距车辆中心线最大为1459mm，与踏空胶条横向重合9mm;
2.车体每下降10mm，车体宽度增加约1mm;
3.车轮加垫前半径方向最大磨耗7mm;
4、AW3工况一系簧较AW0下降20mm;
5、一系簧允许的最大蠕变量为6mm;
6、钢轨允许塑性磨耗9mm;
综上，考虑车辆远期AW3工况运营安全，车体较AW0的1073.5mm下降42mm，高度为1031.5mm，横向方向距车体中心线1463mm（1459+4.2），防踏空胶条上平面距轨面高度为1050mm，侧向距轨道中心距1050mm，防踏空胶条垂向需下降18.5mm（1050-1031.5），横向切割13.2mm（1463.2-1050），考虑垂向、横向方向安全余量，建议将防踏空胶条垂向至少下移20mm，横向方向至少切割15mm。
5结语
取消防踏空胶条以牺牲乘客的舒适安全来保证车辆在所有工况下的行车限界，或是忽视车辆在AW2、AW3载客状态下开关门功能均不可取。本文提出的解决方案仅部分切削下移防踏空胶条时，能保证车辆在除故障工况外各种载重状态时车辆安全开关门。
通过在人民桥南的试改后，所有车辆经过该站再也没有发生车门无法开关的故障，证实改造方案切实可行。该方案给同为鼓形车体的苏州3号线设置防踏空胶条尺寸提供了参考，在建设初期避免了故障的发生。
参考文献：
[1] 中华人民共和国行业标准CCJ 96—2003《地铁限界标准》.
[2] 中华人民共和国国家标准GB 50157—2003《地铁设计规范》.
（作者单位：苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司）
关键词：防踏空胶条;干涉;动态限界
1 概述
随着城市轨道交通的发展，站台屏蔽门系统的运用也日趋广泛，它将列车与站台候车区隔离，可以防止乘客跌落或跳下轨道而发生危险，让乘客安全、舒适地乘坐地铁。受土建误差以及曲线站加宽的影响，屏蔽门门槛与列车门槛间隙较大，列车停站后，车门门槛与屏蔽门门槛之间的间隙过大，乘客可能踏空受伤。为解决这一安全隐患，苏州4号线采用防踏空胶条来填补这一间隙。
设置防踏空胶条给乘客带来舒适、安全的同时，因侵犯了车辆限界，存在部分极端工况，电客车无法开关门的情况。2019年上半年苏州4号线发生了数次电客车无法关门的故障，故障原因均为车门下表面与踏空胶条发生干涉导致。
因此本着服务乘客同时降低干涉故障率，本文拟分析计算得出一个合理尺寸，对既有线路防踏空胶条进行整改，同时给后续线路建设提供参考。
2 事件案例
2019年5月16日，08：10平泷路西下行0503次0402车同里方向MP2 车2门车门显灰。
回库检查为MP2 车2门车门无法关闭，产生防夹。司机多次操作开关门后车门仍无法关闭。随后司机前往故障车门处操作紧急解锁并复位，车门产生防夹且车门开度比较大。司机断开车门断路器手动关闭车门，关门过程中有很强的阻力感。检查车门尺寸，各尺寸均在范围内。查看车门外观发现车门下部有明显刮擦痕迹（详见图1）。初步判断车门无法关闭并产生防夹的原因为车门与站台防踏空胶条干涉导致。
与上述故障类似的还有以下案例：
案例1：2019年5月1日 ，15：44分，0509次，0407车，人民桥南下行，关门作业结束后同里方向左侧1-1车门瞬时显红，重新开关门后恢复正常。
案例2：2019年5月1日，15：01分，接行调报，1209次，0431车人民桥南下行，关门作业结束后同里方向左侧6-1车门瞬时显红，重新开关门后恢复正常。
分析上述故障可知，0407、0431车产生开门防挤压，0402车产生关门防挤压。车门各尺寸数据均在标准范围内，检查车门下档销、压轮、丝杆等机械部件无异常，库内多次测试车门防夹功能正常，开关门50次无异常。检查均发现车门门页底部有擦痕，初步判断车门与站台防踏空胶条存在干涉。
在标准轨道测量门页高度均在标准范围内，一系簧高度在标准范围内，且上述车辆轮径平均值在830左右，空簧无需加垫调整。普查发现4号线车辆发现33处门页下表面存在剐蹭痕迹，怀疑为防踏空胶条侵犯车辆动态限界导致的共性问题。
3 车辆动态限界校核
3.1计算参数
防踏空胶条尺寸：50mm×50mm
防踏空胶条距轨道中心距：1450mm
防踏空胶条距轨面高度：1055mm（图纸安装高度距轨面1050mm高，但现场实际测量时存在部分胶条偏高的情况，选取1055mm高进行计算）
车门距轨面高度：1073.5mm
3.2计算结果
依据中华人民共和国行业标准CCJ 96—2003《地铁限界标准》和中华人民共和国国家标准GB 50157—2003《地铁设计规范》的要求和计算方法，同时依据苏州市轨道交通4号线及其支线工程的线路条件和合同的要求而计算出的车辆动态包络线。
计算校核的数据包含轨道、车辆误差和运用磨耗等各项计算要素71条。
下文中所指动态包络线是基于轨道、车辆误差和运用磨耗等参数下计算的轮廓线，是运用过程中的实际限界，因此与包络线干涉，实际运用过程中即存在干涉可能。
1、车辆载荷 AW0，车辆速度 0km/h，站台区，不计风载。
从图3校核的AW0包络线可知，车门打开后门页下边缘横向运动极限位置为距车体中心1491.2mm，垂直方向极限位置为距轨面1015.3mm。
若不设置防踏空胶条，车辆正常停站开门时，车门不会与站台干涉，存在9.2mm间隙。
但是安装防踏空胶条后，其竖向、横向均无法避开车辆开门轨迹，存在较大干涉区，横向干涉41.2mm，高度方向干涉34.7mm。
2、车辆载荷 AW3，车辆速度 0km/h，站台区，不计风载。
从图4校核的AW3包络线可知，车门打开后门页下边缘横向运动极限位置为距车体中心1492.9mm，垂直方向极限位置为距轨面995.7mm。
若不设置防踏空胶条，车辆正常停站开门时，车门不会与站台干涉，存在7.5mm间隙。
但是安装防踏空胶条后，其竖向、横向均无法避开车辆开门轨迹，存在较大干涉区，横向干涉。横向干涉42.9mm，高度方向干涉 54.3mm。
4 解决措施探讨
4.1可行的解决方案：
根据动态包络线计算结果，存在三种解决方案：一为防踏空胶条上平面距轨面高度降低至 1000mm;二为横向切除 42.9mm;三为将防踏空胶条垂向下移20mm，横向方向切割15mm（计算过程详见5.2）。
建议选取苏州火车站、乐桥、人民桥南、平泷路站进行试改，跟踪三个月，确认无干涉現象后进行批量整改。
4.2计算过程（仅考虑以下所列因素，同时列车故障工况除外）：
1.实测AW0时门页打开后距车辆中心线最大为1459mm，与踏空胶条横向重合9mm;
2.车体每下降10mm，车体宽度增加约1mm;
3.车轮加垫前半径方向最大磨耗7mm;
4、AW3工况一系簧较AW0下降20mm;
5、一系簧允许的最大蠕变量为6mm;
6、钢轨允许塑性磨耗9mm;
综上，考虑车辆远期AW3工况运营安全，车体较AW0的1073.5mm下降42mm，高度为1031.5mm，横向方向距车体中心线1463mm（1459+4.2），防踏空胶条上平面距轨面高度为1050mm，侧向距轨道中心距1050mm，防踏空胶条垂向需下降18.5mm（1050-1031.5），横向切割13.2mm（1463.2-1050），考虑垂向、横向方向安全余量，建议将防踏空胶条垂向至少下移20mm，横向方向至少切割15mm。
5结语
取消防踏空胶条以牺牲乘客的舒适安全来保证车辆在所有工况下的行车限界，或是忽视车辆在AW2、AW3载客状态下开关门功能均不可取。本文提出的解决方案仅部分切削下移防踏空胶条时，能保证车辆在除故障工况外各种载重状态时车辆安全开关门。
通过在人民桥南的试改后，所有车辆经过该站再也没有发生车门无法开关的故障，证实改造方案切实可行。该方案给同为鼓形车体的苏州3号线设置防踏空胶条尺寸提供了参考，在建设初期避免了故障的发生。
参考文献：
[1] 中华人民共和国行业标准CCJ 96—2003《地铁限界标准》.
[2] 中华人民共和国国家标准GB 50157—2003《地铁设计规范》.
（作者单位：苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司）