隧道用平臺鋼格柵鋼格板,作為一種重要的隧道施工和維護材料,具有多種優(yōu)異性能和廣泛應用。
一、
(一)復雜的地質和水文條件
承載穩(wěn)定性
隧道內部的地質結構復雜,可能存在軟土地層、巖石地層或者兩者交錯的情況。平臺鋼格柵鋼格板需要能夠承受來自上方巖土的壓力,以及在隧道建設和使用過程中各種施工設備和車輛的重量。在軟土地層區(qū)域,還需要考慮防止不均勻沉降對鋼格板平臺造成的損壞。
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,并且在長期浸泡的情況下保持結構的完整性和承載能力。
耐腐蝕性
隧道內的水文條件多樣,可能會有地下水滲漏、凝結水等情況。水中往往含有各種礦物質和化學物質,如硫酸鹽、氯化物等,這些物質會對鋼格板造成腐蝕。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侵蝕的環(huán)境下長期使用。
(二)通風和照明要求
通風性能輔助
隧道內空氣流通相對較差,施工和運營過程中會產生各種有害氣體,如一氧化碳、硫化氫等。鋼格板的網格結構可以輔助隧道的通風系統(tǒng),使空氣能夠更好地流通,有助于排出有害氣體,改善隧道內的空氣質量。
同時,良好的通風也有利于調節(jié)隧道內的濕度,減少水汽在鋼格板表面的凝結,降低腐蝕風險。
對采光的適應性
隧道內部采光有限,鋼格板的設計應盡量減少對現有照明系統(tǒng)的遮擋。其開放式的網格結構在一定程度上可以讓光線更好地穿透,提高隧道內的整體采光效果,減少照明死角。
(三)交通和人員活動
承載動態(tài)荷載
在隧道施工期間,有各種施工車輛(如混凝土攪拌車、裝載機等)頻繁通行,鋼格板要能夠承受車輛行駛產生的動態(tài)荷載,包括沖擊力、振動力等。在隧道運營階段,可能會有車輛的緊急制動、加速等情況,鋼格板的結構應能確保在這些動態(tài)荷載作用下不發(fā)生變形或損壞。
同時,還有施工人員和后期維護人員在平臺上活動,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
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作用,能夠有效抵御隧道內的潮濕環(huán)境和水中化學物質的腐蝕。
這種材質成本相對較低,適用于一般地質和水文條件下的隧道平臺,能夠滿足大部分隧道施工和運營階段的基本要求。
環(huán)氧涂層碳鋼
在熱鍍鋅的基礎上,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腐蝕性和耐磨性,能夠進一步增強鋼格板對隧道內化學物質和車輛行駛磨損的抵抗能力。
環(huán)氧涂層還可以根據需要調配顏色,在一定程度上起到標識和美化的作用,方便在隧道內區(qū)分不同的功能區(qū)域。
(二)不銹鋼材質
304 不銹鋼
對于地質條件復雜、對耐腐蝕性能要求較高的隧道,如沿海地區(qū)受海水侵蝕風險較大的海底隧道或者含有腐蝕性礦物質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,如隧道內存在高濃度氯化物的地下水或者受化工污染嚴重的區(qū)域,316 不銹鋼更具優(yōu)勢。316 不銹鋼在 304 的基礎上增加了鉬元素,能夠更好地抵抗含有氯離子等強腐蝕性介質的腐蝕。不過,316 不銹鋼成本較高,一般在對耐腐蝕性要求極高的情況下使用。
三、
(一)承載能力
結構設計優(yōu)化
隧道用平臺鋼格柵鋼格板的承載扁鋼和橫桿的規(guī)格根據隧道內的具體荷載情況進行設計。例如,在承載大型施工設備的區(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備重量和動態(tài)荷載。
其網格結構能夠將集中荷載均勻地分散到整個平臺,防止局部過載。當有重物放置在平臺的某一點時,荷載通過承載扁鋼和橫桿向四周傳遞,利用整個平臺的結構來共同承受荷載,提高平臺的承載能力和穩(wěn)定性。
疲勞強度考慮
由于隧道內車輛和設備的頻繁通行,鋼格板需要承受反復的荷載作用,因此具有良好的疲勞強度至關重要。在設計和制造過程中,要保證鋼格板的焊接質量,焊接點應牢固,避免出現虛焊、夾渣等缺陷,以確保在長期的動態(tài)荷載作用下,鋼格板不會因疲勞而損壞。
(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過精心設計,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。
對于車輛行駛區(qū)域,還可以考慮在防滑紋理的基礎上增加橡膠或聚氨酯等防滑墊,進一步提高防滑效果,減少車輛打滑的風險。
排水與防滑協同
鋼格板的網格結構有利于排水,這對于防滑性能也起到了重要的輔助作用。在隧道內可能出現積水的情況下,積水可以通過網格迅速排走,避免在平臺表面形成水膜。水膜會降低摩擦力,增加滑倒的風險,而良好的排水性能可以減少這種風險,保證防滑效果的持久性。
(三)安裝和維護便利性
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,適用于長期固定不動的平臺。但焊接會破壞鋼格板表面的鍍鋅層或涂層,需要進行適當的修補。
螺栓連接便于安裝和拆卸,適用于需要經常調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,適合在對表面完整性要求較高或者臨時搭建平臺的情況下使用。
維護方便
鋼格板的開放式結構便于對平臺下方的隧道結構和設備進行檢查和維護。在日常維護中,可以通過鋼格板的網格觀察下方的情況,如檢查是否有地下水滲漏、設備是否損壞等。
如果鋼格板的某個局部出現損壞,如個別扁鋼變形或焊接點松動,也可以很方便地進行局部更換或修復,而不需要對整個平臺進行大規(guī)模的拆除和重建,降低了維護成本和時間。
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