[發(fā)明專利]鋼-混凝土結(jié)構(gòu)隧道防火保護(hù)材料耐火試驗裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110680231.1
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113341061A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫浩;王良偉;楊昌海;袁亞利;張才;蔣亞強;毛朝君;周曉勇;汪爽
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)急管理部四川消防研究所
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51239
• 代理人: 劉沁

本發(fā)明公開了一種鋼?混凝土結(jié)構(gòu)隧道防火保護(hù)材料耐火試驗裝置及方法，包括耐火試驗爐、樣品試驗架、承載力加載裝置，所述樣品試驗架設(shè)置于所述耐火試驗爐的上方，所述承載力加載裝置設(shè)置于所述樣品試驗架上方，耐火試件設(shè)置于所述樣品試驗架上，所述承載力加載裝置的施力端與所述耐火試件上表面接觸。本發(fā)明科學(xué)設(shè)計制作了耐火試驗裝置，并給予裝置設(shè)計耐火試驗方法，在模擬真實火災(zāi)環(huán)境的條件下，實現(xiàn)了鋼?混凝土結(jié)構(gòu)隧道防火保護(hù)材料耐火性能的測試，確保了在使用過程中的安全性及可靠性，方法簡單，操作容易，具有推廣應(yīng)用的價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防火試驗裝置，尤其涉及一種鋼-混凝土結(jié)構(gòu)隧道防火保護(hù)材料耐火試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)隧道同鋼筋混凝土隧道相比，可以減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用，減小截面尺寸，增加有效使用空間，節(jié)省支模工序和模板，縮短施工周期，增加隧道的延性等。同純鋼板隧道相比，可以減小用鋼量，增大剛度，增加穩(wěn)定性和整體性，增強結(jié)構(gòu)抗火性和耐久性等。近年來，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)隧道在我國已得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且正朝著大跨方向發(fā)展。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)隧道兼有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

世界上第一條用于交通的沉管隧道是1910年美國的Detroit River Railway隧道，其使用的便是鋼板混凝土結(jié)構(gòu)。如圖7所示，早期的鋼板混凝土沉管隧道采用雙鋼板或者單鋼板，在早期修建沉管隧道時，由于海灣水深大，設(shè)計多保守采用圓形單層或圓形雙層鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)形式。結(jié)合內(nèi)側(cè)的鋼筋混凝土部分形成整體結(jié)構(gòu)，其外鋼板一般較薄，主要用作防水與充當(dāng)混凝土澆筑時的模板，參與結(jié)構(gòu)受力較少，而鋼筋混凝土部分才是運營階段的主要受力結(jié)構(gòu)。后來，鋼與混凝土界面加入如J型鉤等形式的連接件來加強鋼板與鋼筋混凝土的連接，鋼板與鋼筋混凝土之間也開始考慮組合作用，其結(jié)構(gòu)的受力主體仍為鋼筋混凝土，鋼板更多地是起到防水和充當(dāng)混凝土模板作用，其厚度一般較薄。

日本綜合美國和西歐沉管隧道的結(jié)構(gòu)特點，發(fā)展出矩形單層鋼殼混凝土和矩形雙層鋼殼混凝土兩種新型結(jié)構(gòu)形式，極大改善了沉管隧道管節(jié)自身的力學(xué)性能。1988年，日本發(fā)展了一種由鋼殼、隔板、肋板和內(nèi)填充混凝土組成的隔艙式雙鋼板-混凝土組合沉管結(jié)構(gòu)，如圖8所示，該結(jié)構(gòu)設(shè)置縱橫隔板，鋼板沿管道軸向設(shè)置角鋼加勁肋，沿橫向設(shè)置扁鋼加勁肋。在施工期，縱橫隔板將內(nèi)外面板連成整體，角鋼對面板起到加勁作用；在運營期，縱橫隔板與內(nèi)外面板協(xié)同參與結(jié)構(gòu)受力，角鋼作為連接件保證鋼與混凝土共同工作。鋼結(jié)構(gòu)各組成部件在施工期和運營期均充分發(fā)揮了材料性能，最大程度上節(jié)約了成本，方便了施工。相比于以往的鋼殼-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種組合沉管結(jié)構(gòu)以鋼板為主要的受拉構(gòu)件，去除了鋼筋，大大簡化了施工，其用鋼量總體上更少。相比鋼筋混凝土沉管結(jié)構(gòu)，這種組合沉管結(jié)構(gòu)具有以下特點：①混凝土及鋼材用量減少，可節(jié)約成本；②隔艙中的混凝土可以現(xiàn)場澆筑，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)制作與混凝土澆筑場地分離，選址更加靈活，有利于降低預(yù)制場成本；③研制中～高流動性、自密實混凝土，可大大降低現(xiàn)場的施工難度；④鋼板外包方式可大大提高管節(jié)的防水性能；⑤混凝土澆筑時無需模板安裝拆除作業(yè)，管節(jié)預(yù)制工期大大縮短。

目前正在建設(shè)的深圳至中山跨江通道工程，是繼港珠澳沉管隧道之后施工難度更大，技術(shù)要求更高的又一項歷史性工程，由于采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)很難滿足受力及耐久性要求，設(shè)計方案采用了矩形雙層鋼殼混凝土沉管隧道結(jié)構(gòu)形式，其工程規(guī)模、工程標(biāo)準(zhǔn)均為現(xiàn)今世界上類似工程之最。