鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造的制作方法
【專利摘要】鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造，以有效地削減由下門縫滲透到門扇背后的沖擊波壓力，確保門扇后人員的安全性。防護門包括門扇，所述門扇底面沿其厚度方向設置有至少一條凹槽，該凹槽沿門扇寬度方向連續(xù)延伸或者間隔延伸。所述凹槽內(nèi)壁上固定設置多孔材料填充層。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及防護門，特別一種用于鐵路隧道緊急救援站、橫通道、緊急出口或避難 所的防護門沖擊波衰減構造。 鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造

【背景技術】
[0002] 近年來，西部山區(qū)涌現(xiàn)出了大量的特長鐵路隧道，當隧道長度大于20km時，需于 隧道洞身設置緊急救援站、橫通道、緊急出口或避難所。為隔離火源、煙氣、爆炸沖擊波等， 應設置防護門，而且防護門應具有一定的抗爆和防火性能。
[0003] 《鐵路工程設計防火規(guī)范》(TB10063-2007)和《鐵路隧道防災救援疏散工程設計規(guī) 范》0^10020-2012)的相關規(guī)定有："長度5.01〇11及以上隧道內(nèi)人員疏散口及設備洞室均 應設置耐火極限不小于3. Oh的防護門"、"橫通道兩端用于疏散的防護門均應向疏散方向開 啟，且不得設置門檻"、"客貨共線鐵路隧道防護門的抗爆荷載不應小于0. lOMPa，客運專線 鐵路隧道防護門的抗爆荷載不應小于0. 〇5MPa"。由此可見，由于鐵路隧道的特殊應用環(huán)境， 鐵路隧道防護門同時滿足防火門、抗爆門和疏散門的相關要求。
[0004] 目前國家雖暫無抗爆門相關設計標準，但為滿足抗爆要求，充分保證門后人員不 受爆炸沖擊波的影響，市場上的抗爆門均采用密閉設計，即不得設置門縫。但由于疏散通道 防護門不得設置門檻的要求，鐵路隧道救援站防護門必然存在下門縫。根據(jù)防火門的相關 規(guī)定，為防止火焰穿透到背火面，防火門的下門縫不得超過9mm。同時為了保證門的正常啟 閉，防火門的下門縫通常按9_設計。
[0005] 綜上所述，鐵路隧道防護門是一種存在下門縫的抗爆疏散門，下門縫不超過9mm。 因此，有必要對下門縫滲透到門背面的沖擊波峰值壓力對人體的損傷進行研究，以確定采 用下門縫特殊處理的必要性。
[0006] 根據(jù)仿真分析，在門扇厚度100mm、下門縫高度9mm，裝藥量為0. 51kg，爆心距門扇 2m的情況下，產(chǎn)生的沖擊波峰值超壓為：門扇中部0. 129MPa，門縫入口 0. 168MPa，門后15cm 處15. 8KPa，門后18cm處13. 8KPa。而根據(jù)《空氣沖擊波作用下人的安全距離》提供的傷亡 等級與超壓關系可知，沖擊波超壓對人體損傷的最低閥值為13. 73kPa，由此可見下門縫滲 透到門背面的沖擊波峰值壓力必將對人體造成一定損傷。因此，現(xiàn)有的抗爆門、防火門都不 能滿足鐵路隧道防護門要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造，以有效 地削減由下門縫滲透到門扇背后的沖擊波壓力，確保門扇后人員的安全性。
[0008] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下：
[0009] 本發(fā)明的鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造，包括門扇，其特征是：所述門扇底面沿 其厚度方向設置有至少一條凹槽，該凹槽沿門扇寬度方向連續(xù)延伸或者間隔延伸。
[0010] 所述凹槽內(nèi)壁上固定設置多孔材料填充層。 toon] 本發(fā)明的有益效果是，能有效地削減由下門縫滲透到門扇背后的沖擊波壓力，貼 近地面處的沖擊波超壓衰減效果約為2?3倍，地面以上的沖擊波衰減量更為明顯，衰減效 果在10倍以上；結構簡單，實施方便，對于鋼制抗爆門可采用槽鋼焊接于門扇底部，無需采 用專門的結構設計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 本說明書包括如下五幅附圖：
[0013] 圖1是本發(fā)明鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造的斷面圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造的仰面圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造的仰面圖；
[0016] 圖4是本發(fā)明鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造的放大示意圖；
[0017] 圖5是本發(fā)明鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造的放大示意圖；
[0018] 圖中示出構件、部位及所對應的標記：門扇10、槽鋼20、凹槽21、多孔材料填充層 30 〇

【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020] 參照圖1和圖4,本發(fā)明的鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造，包括門扇10,該門扇 10底面沿其厚度方向設置有至少一條凹槽21。由于爆炸沖擊波具有較強的發(fā)散性，當沖擊 波通過下門縫進入凹槽21時，沖擊波將擴散到凹槽21內(nèi)部，部分沖擊波通過下門縫進一步 滲透到下一級凹槽21，由此最終少量的沖擊波到達最后一級凹槽21。另外，在凹槽21內(nèi)部 的沖擊波經(jīng)過反射，也將有部分沖擊波到達下一級凹槽21，但峰值壓力已大大減小，且與先 前到達的沖擊波峰值壓力的作用時間錯開，故而不會形成較強的沖擊波壓力。
[0021] 如圖2所示，該凹槽21沿門扇10寬度方向連續(xù)延伸。如圖3所示，該凹槽21也 可沿門扇10寬度方向間隔延伸。
[0022] 參照圖5,所述凹槽21內(nèi)壁上固定設置多孔材料填充層30,以吸收部分沖擊波，使 滲透到門扇10后或者下一級凹槽21內(nèi)的沖擊波得到進一步的削減。多孔材料可采用泡沫 錯等材料。
[0023] 參照圖4和圖5,凹槽21或通過在門扇10底面焊接槽鋼等金屬型材形成，故無需 采用對防護門進行專門的結構設計，具有結構簡單和實施方便優(yōu)點。
[0024] 仿真分析結果如下：
[0025] -、沖擊波衰減效果對比分析
[0026] 1、模型
[0027] 模型1為傳統(tǒng)抗爆逃生門，門扇尺寸：高度2000mm，寬度1500mm，厚度100mm、下門 縫高度9mm。
[0028] 模型2為具有本發(fā)明沖擊波衰減構造的防護門，門扇尺寸：高度2000mm，寬度 1500mm，厚度100mm、下門縫高度9_。門扇底面凹槽的尺寸為：高度100mm,寬度160_。
[0029] 仿真采用炸彈（TNT)和空氣兩種材料，爆炸沖擊波由TNT產(chǎn)生，并在空氣中傳播， 抗爆門所屬的面采用剛性面（即，法線方向位移為零）。
[0030] 2、仿真工具
[0031] 選用大型通用顯式有限元軟件LS-DYNA作為計算工具。LS-DYNA對空氣沖擊波傳 播規(guī)律的模擬包括TNT炸藥的起爆、爆轟波及空氣沖擊波的形成及傳播、沖擊波的衰減等 復雜的物理、化學過程。
[0032] 3、仿真結果及分析
[0033] 3 - 1壓力云圖仿真結果分析
[0034] ①1. 2ms時，沖擊波在炸藥和門之間的空氣中傳播；
[0035] ②1. 9ms時，沖擊波傳播至門扇；
[0036] ③2. 1ms時，由于地面與門扇的沖擊波反射作用，在門縫處形成較大的沖擊波壓 力；
[0037] ④2. 5ms時，沖擊波傳播至門縫內(nèi)，通過對比圖可以看出，模型1的沖擊波壓力明 顯大于模型2 ;
[0038] ⑤2. 9ms時，模型1的沖擊波透過門縫傳遞至門縫背側，而模型2的大部分沖擊波 被門扇凹槽吸收；
[0039] ⑥4. 55ms時，模型1的沖擊波在門扇背側擴散，而模型2的沖擊波主要作用于門 扇凹槽。
[0040] 3 - 2沖擊波超壓仿真結果
[0041] 沖擊波超壓對比
[0042]

【權利要求】
1. 鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造，包括門扇（10)，其特征是：所述門扇（10)底面沿 其厚度方向設置有至少一條凹槽（21)，該凹槽（21)沿門扇（10)寬度方向連續(xù)延伸或者間 隔延伸。
2. 如權利要求1所述的鐵路隧道防護門沖擊波衰減構造，其特征是：所述凹槽（21)內(nèi) 壁上固定設置多孔材料填充層（30)。
【文檔編號】E21F17/103GK104100294SQ201410321740
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權日:2014年7月7日
【發(fā)明者】張峻領, 李二平, 余艷麗, 張致恒, 王珣, 歐毅, 姚小軍, 王志強 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司