钱江隧道植筋牛腿的耐火性能试验研究

钱江隧道顶部烟道板与下部车道板均置于采用植筋工艺施工的牛腿上,需通过试验评价牛腿植筋胶在隧道火灾工况下的耐火安全性。试验按1∶1比例制作了两个E型植筋牛腿试件,用千斤顶分别对两个试件植筋牛腿施加与烟道板及车道板相应的垂直荷载,在试验炉内按隧道最大火灾工况热释放功率50 MW规模的RABT标准升温曲线加热,测试了覆盖有防火板的牛腿的变形、牛腿内的钢筋温度、牛腿表面破环情况等。试验结果表明,设计采用的植筋胶、防火板等材料及相应的植筋技术可满足钱江隧道火灾情况下牛腿结构安全使用的要求。

基于RABT火灾曲线的沉管隧道管壁一维温度场解析

海底隧道火灾高温会造成混凝土爆裂、力学性能劣化等严重后果,研究管壁结构厚度方向的温度场分布具有重要意义。结合沉管隧道遭受火灾时的实际工况建立了相应的数学模型,采用2次分离变量法求得RABT火灾曲线下的隧道管壁厚度方向的温度场解析解,最后以广东某沉管隧道为例对管壁结构不同位置和不同时间的温度场分布规律进行了探讨。结果表明:火灾高温对沉管管壁的影响深度在20 cm左右,由于混凝土材料的热惰性造成了温度传递的滞后,从而使得沉管管壁上各测点的时间-温度曲线和RABT曲线并不是严格一致,但在关键时间节点处仍有突变,且更靠近管壁受火面位置处的降温速度更快;在火灾恒温阶段时,管壁靠受火面位置处的温度仍然增长,并在95 min时达到最大值,甚至在火灾降温过程中,管壁靠内部位置的温度也一直在增长,并在125 min时达到最大值;降温结束后,管壁内部某些区域的温度呈现内高外低现象,即内部有较高的残余温度,后续仍有可能会对管节造成进一步的损伤。COMSOL数值计算结果与数值模拟结果相吻合,验证了解析解的正确性,能为类似工程提供参考。

双层盾构隧道火灾超380℃耐火极限范围研究

隧道火灾高温会降低隧道结构的承载力和可靠性。为探讨双层盾构隧道结构的超耐火极限(超过380℃耐火极限),利用数值模拟方法,研究了与RABT标准升温曲线对应火源功率下,不同火源位置对顶烟道板、排烟道(疏散道)侧墙、顶烟道内盾构管片超耐火极限区域变化的影响,进而得到了隧道结构防火保护范围。结果表明:顶烟道板和排烟道(疏散道)侧墙的超耐火极限区域分布规律近似;火源距排烟道侧墙1 m(工况2)为最危险情况,需对隧道侧墙顶部往下1.75 m范围内进行防火保护;排烟口烧毁后,导致附近管片表面存在超耐火极限区域,需对隧道盾构管片结构在排烟口两侧各10 m进行防火保护。