[发明专利]确定钢壳沉管管节结构耐火极限试验构件截面尺寸的方法

说明书

本发明涉及一种确定钢壳沉管管节结构耐火极限试验构件截面尺寸的方法，属于安全工程实验技术领域。该方法包括：S1：建立截面尺寸较厚的试验构件；S2：沿试验构件内部不同位置布置多个温度传感器；S3：将试验构件水平放置于耐火试验炉上方，使试验构件单面受火状态，监测温度传感器采集的温度数据；S4：根据采集的温度数据，分析同一深度时试验构件内部、横向隔板和纵向隔板位置处温度的差异性，根据横、纵向隔板对构件内部温度传递规律的影响，最终确定出RABT曲线下温度沿构件截面方向传递的最大深度，从而确定水中通道钢壳沉管隧道管节结构耐火试验构件的截面尺寸。

技术领域

本发明属于安全工程实验技术领域，涉及一种确定钢壳沉管管节结构耐火极限试验构件截面尺寸的方法。

背景技术

钢壳沉管隧道管节结构较为复杂，其外部钢壳同时具有防水和承重两个功能，因此钢壳的稳定性及耐久性对于隧道整体结构安全具有重要意义。海底沉管隧道由于其长大体型、海洋和江河环境、深水条件等原因，使得其一旦发生火灾，后果往往较陆上交通隧道更为严重，修复也极为困难。随着沉管隧道建设热潮的兴起，加强沉管隧道防灾基础理论研究是眼下当务之急。

根据既有研究成果，由于混凝土材料的热惰性，温度在厚度约30cm处衰减为常温条件。根据港珠澳沉管隧道结构耐火保护试验成果，试验构件截面尺寸为70cm，试验未发生构件背面串火现象，考虑港珠澳沉管隧道为钢筋混凝土结构，而钢壳混凝土结构中钢板耐火性能较为敏感，因此需采取相应试验方法确定钢壳沉管隧道管节结构耐火极限试验构件截面尺寸。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种确定钢壳沉管管节结构耐火极限试验构件截面尺寸的方法，用于确定在不同火灾升温曲线下构件温度沿截面方向传递的最大深度，并根据最大深度确定最终试验构件尺寸。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种确定钢壳沉管管节结构耐火极限试验构件截面尺寸的方法，具体包括以下步骤：

S1：建立截面尺寸较厚的试验构件；

S2：沿试验构件内部不同位置布置多个温度传感器；

S3：将试验构件水平放置于耐火试验炉上方，使试验构件单面受火状态，监测温度传感器采集的温度数据；

S4：根据采集的温度数据，分析同一深度时试验构件内部、横向隔板和纵向隔板位置处温度的差异性，根据横、纵向隔板对构件内部温度传递规律的影响，最终确定出RABT曲线下温度沿构件截面方向传递的最大深度，从而确定水中通道钢壳沉管隧道管节结构耐火试验构件的截面尺寸。

进一步，所述步骤S1中，建立截面尺寸较厚的试验构件具体步骤为：先确定试验构件截面型式，然后确定试验构件跨径，最后确定试验构件尺寸。

进一步，试验构件内有内侧钢板、横向隔板和纵向隔板，混凝土浇筑在试验构件内部。

进一步，所述试验构件总长为1m，宽为1m，高为0.8m。

进一步，所述内侧钢板厚度为30mm，钢材采用Q420B。

进一步，所述横、纵向隔板厚度为12mm，钢材采用Q390B。

进一步，所述步骤S2中，所述步骤S2中，沿试验构件厚度方向在横向隔板、纵向隔板及混凝土段分别按梯度布置温度传感器，在同一厚度平面上，均匀等距布置温度传感器。

进一步，所述按梯度布置温度传感器具体为：在靠近受火面温度传感器布置较为密集，随着深度的增大，温度传感器布置变稀疏。

进一步，试验过程中监测温度随不同结构位置(纵、横向隔板和混凝土段)的传递规律，根据最大传递深度确定结构尺寸。