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装配式钢结构地下人行通道
浏览: 发布日期:2018-03-14
      装配式钢结构地下人行通道:由上下左右四块钢结构墙板组装而成,其墙板是由拱状的波形钢板和型钢法兰、不锈钢密封构件及螺栓等构成,并经过热浸镀锌及热熔结耐候塑料的防腐蚀处理。四块墙板组装成通道后,通道的四个角都是钝角结构。该箱形管道的四个边向外侧微拱,以利用管土共同受力原理,增加管体强度,并降低了钢板厚度,节约材料用量。


装配式钢结构地下通道部件结构形式



装配式钢结构地下通道性能综述

一、 结构强度

(一)通道截面形状
通道截面形状为近似箱形的方拱形,是由矩形截面和圆形截面演化而来,通道的四个角是钝角结构,如下图,此截面形状的通道结构可以在保证车辆及人员通行净空的情况下,能利用管土共同受力原理,增加通道的结构强度,并降低钢材的费用。
(二)原理
①波形钢板的大惯性矩原理:平直的钢板,制成波形钢板后,截面惯性矩能提高数十倍。
②管土共同受力原理:该结构地下通道截面是拱形的,能利用管土共同受力原理,使结构强度增强。
(三)性能
能解决钢筋混凝土结构不能解决的超深填埋结构体强度问题(断面尺寸为4.0米×4.0米时,最大回填高度可达25米)。
(四)结构特征
①截面形状
通道管体不同于矩形结构,也不同于圆形结构,而是四角为钝角结构的四周墙板外拱的箱形结构,其优点在于:
A、   与矩形截面结构的地下通道相比:
钝角结构的拱形通道可以有效的利用管土共同受力原理,增强了通道管体的强度,并可减小通管墙体的厚度,节省造价,例如:一条4米×4米的地下通道,在其它外部条件相同的情况下,采用矩形结构的钢板厚度为7.5毫米,而采用拱形且钝角结构后,钢板厚度4毫米即可。
B、   与圆形截面结构的地下通道相比:
钝角结构的拱形通道,能更有效的利用通道内部的通行空间(即内部通行净宽度与净高度),通道的总高度也降低了,减少了基础的开挖深度。

②墙板:波纹钢板结构
(五)内部路面:在通道外部的土方回填结束后,在通道内的底部铺设混凝土,作为通行路面。

(六)类似工程实例
   ①溧广高速公路涵洞,采用我公司圆形钢波纹管,直径6.5米,钢板厚4.5mm,回填土高5米,公路一级载荷。
②河南登封高速公路涵洞通道,采用圆形钢波纹管,直径6米,钢板厚6.5mm,回填土高23米,公路一级载荷。

二、抗浮方式

在通道两侧的型钢法兰的正下方,设置抗拔锚杆,并与型钢法兰相连。

三、使用寿命

材料的防腐方式:碳钢+热镀锌防腐+热熔结耐候塑料及无机粉末(或称为柔性陶瓷防腐)。如下图所示:

       本公司借鉴及创新了其它领域的高寿命的成熟防腐技术,针对各地腐蚀条件和行业防腐要求,与中国防腐蚀协会及南京工业大学,南京工程学院等单位合作研究,率先在国际上获得了埋地用钢结构的热浸镀锌加热熔结塑料的综合防腐技术,并已在国内高速公路埋地式钢质波纹管涵洞结构中运用,效果显著,获得行业好评。2017年该项技术获得南京市人民政府颁发的科技进步二等奖。
        2013年6月,以中国工程院院士侯保荣带队的国内知名防腐蚀专家和广东省交通厅副厅长陈冠雄带队的交通行业专家组成的专家组,对我公司热熔结塑料的镀锌波形钢板产品进行现场鉴定,现场审查生产设备、制造工艺、质量保证等环节,结合各项检测报告,用户反馈等资料,进行了严谨的评估和论证,得出了使用寿命可达100的结论。专家组名单与论证报告如下图示:


腐蚀试验:
          

四、施工周期

        装配式钢结构地下通道重量只有钢筋混凝土结构的10%~15%左右,且每节标准管的长度6~10米,每个安装班组每天可以完成50米(4.0米×4.0米)管体的安装任务,是现浇钢筋混凝土地下通道工期的1/20~1/10。在安徽宁国高速公路段工程中,使用了该结构作为通道,该结构为4米×3.8米,长度为23米,仅用6.5小时就安装完毕,不到一天时间,创造了涵洞通道建造记录。

五、工程造价

       由于应用了多项力学原理,该装配式钢结构地下通道结构体的造价大约比传统现浇钢筋混凝土地下通道节约15%~35%。例如,溧广高速6.5米直径的圆形钢波纹管涵洞与钢筋混凝土相比造价节省了33%。

六、密封性能

(一)连接方式及密封结构
橡胶垫片的寿命只有50年,所以在本结构中仅作为密封辅助。而以不锈钢密封条作为永久密封方式。在以上双重密封的同时能保证接缝部位的寿命达到100年。
①板片与板片之间连接的纵向接缝

②节与节之间连接的环向接缝
        对不锈钢条进行氩弧焊接作为纵向接缝与周向接缝处热镀锌后金属结构间的连接过渡,就可以将组装完毕后的管体的拼装缝进行二次密封。氩弧焊的热影响区很小,对5~10毫米以外的锌层几乎无影响,在达到充分密封效果的同时,不伤及构件的热镀锌防腐层。
(二)密封性能测试试验结果:
       钢结构地下通道样件已经进行了初步的整体结构密封性能实验,样品高度为3米,宽度为3米,长度方向三节,密封性可达到35米高水柱压力。在如此高的水压力下,丝毫不漏水,完全解决了钢筋混凝土结构地下通道和普通形式的钢波纹管涵洞的渗漏问题。

七、抗震性能、抗变形能力

由于装配式钢结构地下通道属于柔性结构,具有更好的变形协调能力,抗震性能、抗变形能力更强。

八、适用于不良地基

本装配式结构是钢质结构,自身变形协调能力强,对地基要求低,对不良地基的适应能力强。

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