許文君，馮仕良，曾俊鋒，謝瑞峰

（1.廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司，廣東 廣州 510440；2.廣州建筑股份有限公司，廣東 廣州 510030；3.江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院，江蘇 常州 213147）

0 引言

隨著城市之間的聯(lián)系交流非常密切，軌道交通的城際鐵路列車成為人們出行最常用的公共交通工具。城際列車在高速運營工程中，時常遇到下雨天氣，這就要求列車具有較好的防水性能，特別是對經(jīng)常啟閉的列車門，在較高風(fēng)壓下的密封性尤為重要。因此對列車門樣機進行水密性能測試很有必要。

相關(guān)研究表明，閻雪源等[1]、王姣等[2]、陳明等[3]、李錦偉等[4]分析了列車門的技術(shù)水平，介紹了列車門的結(jié)構(gòu)與氣密性的保證措施與建議，以及在密封膠條的選用方面進行了分析與優(yōu)化建議。黃陽等[5]介紹了列車門系統(tǒng)綜合檢測儀研發(fā)，著重論述了檢測儀的功能模塊與硬件部分設(shè)計，主要針對列車門的開關(guān)門功能與力學(xué)方面的測試，未對列車門水密性能方面進行研究。楊清林等[6]通過設(shè)計研制試驗設(shè)備，模擬了高速列車塞拉門在高速運行時承受的空氣壓力波載荷，檢測車門不同部位的變形情況，實現(xiàn)了對高速列車塞拉門受到靜載及交變載荷時數(shù)值分析結(jié)果的驗證，為高速列車塞拉門的設(shè)計提供實驗依據(jù)，未涉及列車門的防水密封性測試內(nèi)容。閻立樞[7]和李楊等[8]采用仿真分析和試驗的方法并結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，對整車進行氣密性設(shè)計與試制；通過現(xiàn)場空氣動力學(xué)試驗，對整車全線運行的車內(nèi)外壓力變化情況進行分析，以及列車氣密性設(shè)計與試驗，并提出了列車密封性保障措施，可知列車時速120km/h 的內(nèi)外壓差可達750Pa，250km/h 高速列車內(nèi)外壓差可達4000Pa。相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[9-10]也未見這方面測試的內(nèi)容，綜上，城際鐵路列車與地鐵地上運行時列車門防水密封性測試尚未見報道，開展相關(guān)測試技術(shù)研究很有必要。

1 測試技術(shù)

1.1 技術(shù)設(shè)備

根據(jù)城市軌道交通列車門的防水性能要求，開展門體水密性能測試技術(shù)研究。首先制定測試工況，列車在露天運行過程中，大多數(shù)時間承受負(fù)風(fēng)壓荷載，在列車高速進隧道，或者慢速進站停車時，存在正風(fēng)壓荷載作用情況，這時如遇下雨天氣，就要求列車門具有良好的密封防水性能。本測試技術(shù)基于列車門承受風(fēng)雨疊加的作用工況，模擬列車門的工作環(huán)境，開展門體水密性能測試技術(shù)設(shè)備研究。

按照以上測試要求，技術(shù)設(shè)備應(yīng)具有列車門試件安裝、供壓、淋水、計時的功能，并制定測試方法步驟。本技術(shù)測試設(shè)備正面和側(cè)面分別如圖1、圖2 所示，由測試壓力箱、列車模型試件、列車門、試件密封結(jié)構(gòu)、鼓風(fēng)機、淋水設(shè)備構(gòu)成。

圖1 測試設(shè)備正面

圖2 測試設(shè)備側(cè)面

首先，通過獲得列車門廠提供的列車門及其模型試件的圖紙資料，列車模型試件包含列車門與固定部分，分析列車模型試件的大小與連接形式，以及邊緣構(gòu)造特點，設(shè)計研制列車模型試件安裝檢測所需的測試壓力箱，壓力箱采用鋼結(jié)構(gòu)形式，由龍骨與封板構(gòu)成，內(nèi)設(shè)凈寬1.5m 的人員操作活動空間，高度與長度根據(jù)試件尺寸而定，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足試件安裝與測試風(fēng)壓要求。壓力箱設(shè)計試件安裝的對連接結(jié)構(gòu)，可根據(jù)試件尺寸大小任意調(diào)整。

試件密封結(jié)構(gòu)設(shè)置于試件邊緣與壓力箱密封板之間，使得整個測試壓力箱在試件安裝完成后，形成一個完整的密封箱結(jié)構(gòu)，試件密封應(yīng)牢固，具有足夠的風(fēng)壓承載能力，一般有鋼龍骨與木板構(gòu)成，縫隙通過打注密封膠保證密封性。鼓風(fēng)機設(shè)備提供測試所需的氣壓，在試件淋水的同時給予試件密封箱一定的壓力，保持試件內(nèi)氣壓低于試件外氣壓，我們所稱為正壓，以測試列車門阻止水進入內(nèi)部的防水能力。鼓風(fēng)機具有提供波動風(fēng)壓的能力，能提供周期性的反復(fù)風(fēng)壓能力，功率根據(jù)壓力箱空間、漏氣量、風(fēng)壓大小計算確定，一般為60kW。淋水設(shè)備為列車門淋水的裝置，由水源、水泵、水管、噴頭以及水管水架構(gòu)成。噴頭出水口具有一定水壓力，滿足測試要求。噴淋水管水架尺寸根據(jù)列車門大小而定，可覆蓋整個列車門，設(shè)計可移動式。噴頭提供霧化均勻的淋水，噴淋角度50°，設(shè)置間距500mm，距離門體1000mm。水管一般采用直徑25mm 塑料管，水泵提供一定的水壓力，滿足噴頭出水壓力要求，水源滿足測試水量要求。

1.2 測試步驟方法

進行列車門的水密性能測試，一般包含測試前的準(zhǔn)備、測試過程、測試后數(shù)據(jù)記錄與報告的流程，如圖3所示。

圖3 測試流程

測試前準(zhǔn)備工作包括審核列車門技術(shù)資料，制定測試方案，采用壓力分級淋水測試方法，分級壓力參考建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法[11]中的水密性能定級加壓順序，測試方案如圖4 所示，試件安裝及密封，測試技術(shù)設(shè)備的調(diào)試。

圖4 測試方案

在測試準(zhǔn)備工作完成后，試件完成安裝，經(jīng)檢查與技術(shù)資料無誤后，密封檢查無問題，設(shè)備調(diào)試正常后，按測試方案進行正式測試過程，具體如下：①測試人員進入壓力箱，觀察測試過程的滲水情況，或采用攝像頭監(jiān)控的形式觀察，關(guān)閉壓力箱密封門。②列車門啟閉5 次，啟動風(fēng)機設(shè)備，按測試方案中壓力加載正壓力。③開啟淋水設(shè)備，按測試方案的流量調(diào)整大小，同時開始計時。④測試人員觀察持續(xù)觀察列車門滲水情況，按測試方案，定時記錄。⑤在方案制定壓力下持續(xù)淋水一段時間無滲漏，進入更高壓力下了的淋水測試，步驟同上。⑥按方案完成測試，或中間有滲水情況，停止測試。⑦測試完成。

完成測試后，編寫測試報告，根據(jù)項目技術(shù)資料、委托資料、測試方案，以及測試結(jié)果數(shù)據(jù)與圖像資料，編制城市軌道交通列車門水密性能測試報告。

2 技術(shù)應(yīng)用及評價

2.1 試件介紹

試件尺寸（寬×高×厚）為1560mm×2052mm×32mm，列車門的組成材料為玻璃，厚度：5C+11A+4C，鋼化玻璃；門板粘接骨架為鋁合金材料選用鋁板為1mm 鋁合金板材。

設(shè)計性能要求之防水密封性能：在門關(guān)閉的情況下，內(nèi)表面無可見的水滴流?？梢杂袉为毜乃巍H允許在密封件的前沿有水滴流，任何進來的水應(yīng)該不影響任何門部件的功能。

2.2 測試過程及數(shù)據(jù)

將門體安裝到試驗臺架上，進行如下試驗。圖5 為樣機淋水，圖6 為樣機淋水10min 后檢查。

圖5 樣機淋水

圖6 樣機淋水10min 后檢查

技術(shù)參數(shù)如下：水流壓力3bar，流量：14L/min，噴嘴數(shù)量：5 個，噴頭到門的距離1m，射流角：50°，列車門內(nèi)箱體壓力最高750Pa，分級壓力測試，每級淋水時間5min，觀察滲漏情況。

測試結(jié)果如表1 所示。

表1 測試結(jié)果數(shù)據(jù)

2.3 結(jié)果分析

（1）本列車門在門體關(guān)閉的情況下，最高靜壓力750Pa，有水滴流成線，為較嚴(yán)重滲漏情況，不滿足工程設(shè)計要求，建議調(diào)整列車門設(shè)計方案。

（2）本列車門水密封性能最大壓力700Pa，內(nèi)表面有單獨水滴，未見水滴流淌成線現(xiàn)象，輕微滲漏，不影響門體部件功能。

3 結(jié)語

因城際鐵路與城市地鐵列車門具有一定的防水性能要求，本測試技術(shù)針對列車門承受風(fēng)雨疊加的作用工況，模擬列車門的工作環(huán)境，開展門體水密性能測試技術(shù)研究。通過擬定門體水密性能測試方案，研制了技術(shù)設(shè)備。本文創(chuàng)新性在于：①本技術(shù)提供了一套完整的列車門水密性能測試設(shè)備裝置，具有列車門試件安裝、供壓、淋水、計時的功能，由測試壓力箱、列車模型試件、列車門、試件密封結(jié)構(gòu)、鼓風(fēng)機、淋水設(shè)備構(gòu)成。②本技術(shù)提供了一種列車門水密性能測試流程與測試方案，得出列車門水密性能評價方法。③本技術(shù)經(jīng)工程實例應(yīng)用，具有很高的實用性，達到預(yù)期目的，滿足工程檢測要求。