隧道用平臺(tái)鋼格柵鋼格板,作為一種重要的隧道施工和維護(hù)材料,具有多種優(yōu)異性能和廣泛應(yīng)用。
一、
(一)復(fù)雜的地質(zhì)和水文條件
承載穩(wěn)定性
隧道內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可能存在軟土地層、巖石地層或者兩者交錯(cuò)的情況。平臺(tái)鋼格柵鋼格板需要能夠承受來自上方巖土的壓力,以及在隧道建設(shè)和使用過程中各種施工設(shè)備和車輛的重量。在軟土地層區(qū)域,還需要考慮防止不均勻沉降對(duì)鋼格板平臺(tái)造成的損壞。
例如,在一些海底隧道或地下水位較高的隧道中,鋼格板要能夠抵御地下水浮力的影響,并且在長(zhǎng)期浸泡的情況下保持結(jié)構(gòu)的完整性和承載能力。
耐腐蝕性
隧道內(nèi)的水文條件多樣,可能會(huì)有地下水滲漏、凝結(jié)水等情況。水中往往含有各種礦物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì),如硫酸鹽、氯化物等,這些物質(zhì)會(huì)對(duì)鋼格板造成腐蝕。因此,鋼格板需要具備良好的耐腐蝕性,以保證在潮濕和化學(xué)侵蝕的環(huán)境下長(zhǎng)期使用。
(二)通風(fēng)和照明要求
通風(fēng)性能輔助
隧道內(nèi)空氣流通相對(duì)較差,施工和運(yùn)營(yíng)過程中會(huì)產(chǎn)生各種有害氣體,如一氧化碳、硫化氫等。鋼格板的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以輔助隧道的通風(fēng)系統(tǒng),使空氣能夠更好地流通,有助于排出有害氣體,改善隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量。
同時(shí),良好的通風(fēng)也有利于調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的濕度,減少水汽在鋼格板表面的凝結(jié),降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)采光的適應(yīng)性
隧道內(nèi)部采光有限,鋼格板的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少對(duì)現(xiàn)有照明系統(tǒng)的遮擋。其開放式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在一定程度上可以讓光線更好地穿透,提高隧道內(nèi)的整體采光效果,減少照明死角。
(三)交通和人員活動(dòng)
承載動(dòng)態(tài)荷載
在隧道施工期間,有各種施工車輛(如混凝土攪拌車、裝載機(jī)等)頻繁通行,鋼格板要能夠承受車輛行駛產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)荷載,包括沖擊力、振動(dòng)力等。在隧道運(yùn)營(yíng)階段,可能會(huì)有車輛的緊急制動(dòng)、加速等情況,鋼格板的結(jié)構(gòu)應(yīng)能確保在這些動(dòng)態(tài)荷載作用下不發(fā)生變形或損壞。
同時(shí),還有施工人員和后期維護(hù)人員在平臺(tái)上活動(dòng),鋼格板要提供足夠的承載能力和防滑性能,保障人員的安全。
二、
(一)碳鋼材質(zhì)
熱鍍鋅碳鋼
熱鍍鋅碳鋼鋼格板是隧道中較為常用的一種。熱鍍鋅處理可以使碳鋼表面形成一層鋅 - 鐵合金層和純鋅層,鋅層的厚度一般在 60 - 100μm 之間。鋅層起到犧牲陽極的保護(hù)作用,能夠有效抵御隧道內(nèi)的潮濕環(huán)境和水中化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。
這種材質(zhì)成本相對(duì)較低,適用于一般地質(zhì)和水文條件下的隧道平臺(tái),能夠滿足大部分隧道施工和運(yùn)營(yíng)階段的基本要求。
環(huán)氧涂層碳鋼
在熱鍍鋅的基礎(chǔ)上,還可以在碳鋼鋼格板表面涂上環(huán)氧涂層。環(huán)氧涂層具有良好的耐化學(xué)腐蝕性和耐磨性,能夠進(jìn)一步增強(qiáng)鋼格板對(duì)隧道內(nèi)化學(xué)物質(zhì)和車輛行駛磨損的抵抗能力。
環(huán)氧涂層還可以根據(jù)需要調(diào)配顏色,在一定程度上起到標(biāo)識(shí)和美化的作用,方便在隧道內(nèi)區(qū)分不同的功能區(qū)域。
(二)不銹鋼材質(zhì)
304 不銹鋼
對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜、對(duì)耐腐蝕性能要求較高的隧道,如沿海地區(qū)受海水侵蝕風(fēng)險(xiǎn)較大的海底隧道或者含有腐蝕性礦物質(zhì)較多的地層中的隧道,304 不銹鋼鋼格板是一種較好的選擇。
304 不銹鋼含有 18% 的鉻和 8% 的鎳,鉻元素能在不銹鋼表面形成一層致密的氧化鉻薄膜,有效抵抗一般的化學(xué)腐蝕。其良好的耐腐蝕性可以確保鋼格板在惡劣的隧道環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。
316 不銹鋼(特殊情況)
在一些極端環(huán)境下,如隧道內(nèi)存在高濃度氯化物的地下水或者受化工污染嚴(yán)重的區(qū)域,316 不銹鋼更具優(yōu)勢(shì)。316 不銹鋼在 304 的基礎(chǔ)上增加了鉬元素,能夠更好地抵抗含有氯離子等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。不過,316 不銹鋼成本較高,一般在對(duì)耐腐蝕性要求極高的情況下使用。
三、
(一)承載能力
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
隧道用平臺(tái)鋼格柵鋼格板的承載扁鋼和橫桿的規(guī)格根據(jù)隧道內(nèi)的具體荷載情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如,在承載大型施工設(shè)備的區(qū)域,承載扁鋼高度可能在 40 - 60mm,厚度為 5 - 8mm,中心間距在 30 - 50mm 之間,橫桿中心間距在 100 - 150mm,以確保能夠安全地承載設(shè)備重量和動(dòng)態(tài)荷載。
其網(wǎng)格結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒓泻奢d均勻地分散到整個(gè)平臺(tái),防止局部過載。當(dāng)有重物放置在平臺(tái)的某一點(diǎn)時(shí),荷載通過承載扁鋼和橫桿向四周傳遞,利用整個(gè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)來共同承受荷載,提高平臺(tái)的承載能力和穩(wěn)定性。
疲勞強(qiáng)度考慮
由于隧道內(nèi)車輛和設(shè)備的頻繁通行,鋼格板需要承受反復(fù)的荷載作用,因此具有良好的疲勞強(qiáng)度至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)和制造過程中,要保證鋼格板的焊接質(zhì)量,焊接點(diǎn)應(yīng)牢固,避免出現(xiàn)虛焊、夾渣等缺陷,以確保在長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)荷載作用下,鋼格板不會(huì)因疲勞而損壞。
(二)防滑性能
表面防滑處理
鋼格板表面通常采用防滑紋理(如鋸齒形、菱形等)來增加摩擦力。防滑紋理的深度和間距經(jīng)過精心設(shè)計(jì),一般防滑紋理深度不小于 1.5mm,間距在 10 - 20mm 之間,以確保在潮濕、油污或有其他污染物的隧道環(huán)境下,人員和車輛行走或行駛的安全。
對(duì)于車輛行駛區(qū)域,還可以考慮在防滑紋理的基礎(chǔ)上增加橡膠或聚氨酯等防滑墊,進(jìn)一步提高防滑效果,減少車輛打滑的風(fēng)險(xiǎn)。
排水與防滑協(xié)同
鋼格板的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)有利于排水,這對(duì)于防滑性能也起到了重要的輔助作用。在隧道內(nèi)可能出現(xiàn)積水的情況下,積水可以通過網(wǎng)格迅速排走,避免在平臺(tái)表面形成水膜。水膜會(huì)降低摩擦力,增加滑倒的風(fēng)險(xiǎn),而良好的排水性能可以減少這種風(fēng)險(xiǎn),保證防滑效果的持久性。
(三)安裝和維護(hù)便利性
安裝方式靈活
隧道用鋼格板可以采用多種安裝方式,如焊接、螺栓連接或夾具固定。焊接方式能夠提供牢固的連接,適用于長(zhǎng)期固定不動(dòng)的平臺(tái)。但焊接會(huì)破壞鋼格板表面的鍍鋅層或涂層,需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)。
螺栓連接便于安裝和拆卸,適用于需要經(jīng)常調(diào)整或更換鋼格板的區(qū)域。夾具固定則具有不破壞鋼格板表面、安裝快速的優(yōu)點(diǎn),適合在對(duì)表面完整性要求較高或者臨時(shí)搭建平臺(tái)的情況下使用。
維護(hù)方便
鋼格板的開放式結(jié)構(gòu)便于對(duì)平臺(tái)下方的隧道結(jié)構(gòu)和設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)。在日常維護(hù)中,可以通過鋼格板的網(wǎng)格觀察下方的情況,如檢查是否有地下水滲漏、設(shè)備是否損壞等。
如果鋼格板的某個(gè)局部出現(xiàn)損壞,如個(gè)別扁鋼變形或焊接點(diǎn)松動(dòng),也可以很方便地進(jìn)行局部更換或修復(fù),而不需要對(duì)整個(gè)平臺(tái)進(jìn)行大規(guī)模的拆除和重建,降低了維護(hù)成本和時(shí)間。
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