槽道材质要求
盾构管片预埋槽道及锚杆和相应配件的材质选用低碳高合金钢,其中碳元素含量≤0.08%,镍元素含量Ni≥0.40%,铬元素含量Cr≥0.35%,钼元素含量Mo≥0.30%,含碳量低,其韧性、机械性能、防腐性能均好,非常适合动载;镍钼铬多元合金增强了槽道的防腐能力,槽道材质也可采用综合性能优于此钢材的其他材质。预埋槽道中采用一定量的Mo元素,使其达到耐火性能要求。在落料摊铺过程中需要相对低频、较大振幅、满载大振动力,以利于较大颗粒石子物料的流动。
2.2槽道截面尺寸
国内目前地铁盾构管片设计的预埋槽道主要有38mm(高)×23mm(宽)、25mm×30mm、20mm×30mm三种型号。如图2所示。其中38mm×23mm型号的槽道预埋在2000mm宽盾构管片中,25mm×30mm型号的槽道预埋在1500mm宽盾构管片中,20mm×30mm型号的槽道预埋在1200mm宽盾构管片中。盾构管片预埋槽道一次热轧成型,表面防腐采用绝缘封闭层 多元合金共渗层,盾构管片预埋槽道轴向力、剪切力的工作荷载不小于10kN,设计荷载不小于14kN,槽道在拉力、轴力加载到30kN时槽道不发生任何屈服变形。管片防水材料包含三元乙丙橡2113胶密封垫、水膨胀橡胶挡水条、螺孔密封圈、软木衬垫环缝,其中三元乙丙橡胶密封垫设置在管片的止水槽内,水膨胀橡胶挡水条设置在橡胶密封垫的内侧。预埋槽道槽口设计采用燕尾槽时,α值为75°,或者设计成平口槽时,α值为90°,这需要根据实际受力的不同来决定。预埋槽道可满足无预埋在混凝土时疲劳试验100万次,预埋混凝土时疲劳试验可达300万次,且满足疲劳频率1~3Hz,正弦波波形,荷载基准及幅值为(10±3)kN。
3.2.1铝锌合金共渗
铝元素在常温下会与碱、酸均能发生化学反应,锌元素在常温下不与碱发生化学反应,但是与酸会发生化学反应。铝在常温下会产生氧化膜,因此不会与水反应,在解决好预埋槽道的绝缘层性能后,选择铝与锌合金共渗层的防腐性能得以保证。
3.2.2镍锌合金共渗
镍元素的化学性能与铁元素化学相似,镍在高温下不会与碱发生化学反应,但是镍会与酸发生化学反应。镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能耐碱、盐溶液的腐蚀,因此镍锌合金防腐性能很好,但是镍锌合金价格高于铝锌合金,铝锌合金的延展性和附着力优良,很适合动载环境下使用。多元合金渗层均匀,金相***致密,渗层厚度可达到10~100μm,抗腐性能大大优于热镀锌、电镀锌和普通粉末渗锌,多元共渗没有氢脆现象,具有良好的耐热性能,因此多元共渗可满足对疲劳强度、耐磨性、韧性要求高的钢铁结构件和紧固件的防腐处理。
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