隧道用平台钢格栅钢格板,作为一种重要的隧道施工和维护材料,具有多种优异性能和广泛应用。
一、
(一)复杂的地质和水文条件
承载稳定性
隧道内部的地质结构复杂,可能存在软土地层、岩石地层或者两者交错的情况。平台钢格栅钢格板需要能够承受来自上方岩土的压力,以及在隧道建设和使用过程中各种施工设备和车辆的重量。在软土地层区域,还需要考虑防止不均匀沉降对钢格板平台造成的损坏。
例如,在一些海底隧道或地下水位较高的隧道中,钢格板要能够抵御地下水浮力的影响,并且在长期浸泡的情况下保持结构的完整性和承载能力。
耐腐蚀性
隧道内的水文条件多样,可能会有地下水渗漏、凝结水等情况。水中往往含有各种矿物质和化学物质,如硫酸盐、氯化物等,这些物质会对钢格板造成腐蚀。因此,钢格板需要具备良好的耐腐蚀性,以保证在潮湿和化学侵蚀的环境下长期使用。
(二)通风和照明要求
通风性能辅助
隧道内空气流通相对较差,施工和运营过程中会产生各种有害气体,如一氧化碳、硫化氢等。钢格板的网格结构可以辅助隧道的通风系统,使空气能够更好地流通,有助于排出有害气体,改善隧道内的空气质量。
同时,良好的通风也有利于调节隧道内的湿度,减少水汽在钢格板表面的凝结,降低腐蚀风险。
对采光的适应性
隧道内部采光有限,钢格板的设计应尽量减少对现有照明系统的遮挡。其开放式的网格结构在一定程度上可以让光线更好地穿透,提高隧道内的整体采光效果,减少照明死角。
(三)交通和人员活动
承载动态荷载
在隧道施工期间,有各种施工车辆(如混凝土搅拌车、装载机等)频繁通行,钢格板要能够承受车辆行驶产生的动态荷载,包括冲击力、振动力等。在隧道运营阶段,可能会有车辆的紧急制动、加速等情况,钢格板的结构应能确保在这些动态荷载作用下不发生变形或损坏。
同时,还有施工人员和后期维护人员在平台上活动,钢格板要提供足够的承载能力和防滑性能,保障人员的安全。
二、
(一)碳钢材质
热镀锌碳钢
热镀锌碳钢钢格板是隧道中较为常用的一种。热镀锌处理可以使碳钢表面形成一层锌 - 铁合金层和纯锌层,锌层的厚度一般在 60 - 100μm 之间。锌层起到牺牲阳极的保护作用,能够有效抵御隧道内的潮湿环境和水中化学物质的腐蚀。
这种材质成本相对较低,适用于一般地质和水文条件下的隧道平台,能够满足大部分隧道施工和运营阶段的基本要求。
环氧涂层碳钢
在热镀锌的基础上,还可以在碳钢钢格板表面涂上环氧涂层。环氧涂层具有良好的耐化学腐蚀性和耐磨性,能够进一步增强钢格板对隧道内化学物质和车辆行驶磨损的抵抗能力。
环氧涂层还可以根据需要调配颜色,在一定程度上起到标识和美化的作用,方便在隧道内区分不同的功能区域。
(二)不锈钢材质
304 不锈钢
对于地质条件复杂、对耐腐蚀性能要求较高的隧道,如沿海地区受海水侵蚀风险较大的海底隧道或者含有腐蚀性矿物质较多的地层中的隧道,304 不锈钢钢格板是一种较好的选择。
304 不锈钢含有 18% 的铬和 8% 的镍,铬元素能在不锈钢表面形成一层致密的氧化铬薄膜,有效抵抗一般的化学腐蚀。其良好的耐腐蚀性可以确保钢格板在恶劣的隧道环境下长期稳定使用。
316 不锈钢(特殊情况)
在一些极端环境下,如隧道内存在高浓度氯化物的地下水或者受化工污染严重的区域,316 不锈钢更具优势。316 不锈钢在 304 的基础上增加了钼元素,能够更好地抵抗含有氯离子等强腐蚀性介质的腐蚀。不过,316 不锈钢成本较高,一般在对耐腐蚀性要求极高的情况下使用。
三、
(一)承载能力
结构设计优化
隧道用平台钢格栅钢格板的承载扁钢和横杆的规格根据隧道内的具体荷载情况进行设计。例如,在承载大型施工设备的区域,承载扁钢高度可能在 40 - 60mm,厚度为 5 - 8mm,中心间距在 30 - 50mm 之间,横杆中心间距在 100 - 150mm,以确保能够安全地承载设备重量和动态荷载。
其网格结构能够将集中荷载均匀地分散到整个平台,防止局部过载。当有重物放置在平台的某一点时,荷载通过承载扁钢和横杆向四周传递,利用整个平台的结构来共同承受荷载,提高平台的承载能力和稳定性。
疲劳强度考虑
由于隧道内车辆和设备的频繁通行,钢格板需要承受反复的荷载作用,因此具有良好的疲劳强度至关重要。在设计和制造过程中,要保证钢格板的焊接质量,焊接点应牢固,避免出现虚焊、夹渣等缺陷,以确保在长期的动态荷载作用下,钢格板不会因疲劳而损坏。
(二)防滑性能
表面防滑处理
钢格板表面通常采用防滑纹理(如锯齿形、菱形等)来增加摩擦力。防滑纹理的深度和间距经过精心设计,一般防滑纹理深度不小于 1.5mm,间距在 10 - 20mm 之间,以确保在潮湿、油污或有其他污染物的隧道环境下,人员和车辆行走或行驶的安全。
对于车辆行驶区域,还可以考虑在防滑纹理的基础上增加橡胶或聚氨酯等防滑垫,进一步提高防滑效果,减少车辆打滑的风险。
排水与防滑协同
钢格板的网格结构有利于排水,这对于防滑性能也起到了重要的辅助作用。在隧道内可能出现积水的情况下,积水可以通过网格迅速排走,避免在平台表面形成水膜。水膜会降低摩擦力,增加滑倒的风险,而良好的排水性能可以减少这种风险,保证防滑效果的持久性。
(三)安装和维护便利性
安装方式灵活
隧道用钢格板可以采用多种安装方式,如焊接、螺栓连接或夹具固定。焊接方式能够提供牢固的连接,适用于长期固定不动的平台。但焊接会破坏钢格板表面的镀锌层或涂层,需要进行适当的修补。
螺栓连接便于安装和拆卸,适用于需要经常调整或更换钢格板的区域。夹具固定则具有不破坏钢格板表面、安装快速的优点,适合在对表面完整性要求较高或者临时搭建平台的情况下使用。
维护方便
钢格板的开放式结构便于对平台下方的隧道结构和设备进行检查和维护。在日常维护中,可以通过钢格板的网格观察下方的情况,如检查是否有地下水渗漏、设备是否损坏等。
如果钢格板的某个局部出现损坏,如个别扁钢变形或焊接点松动,也可以很方便地进行局部更换或修复,而不需要对整个平台进行大规模的拆除和重建,降低了维护成本和时间。
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