海底沉管隧道管節(jié)及接頭耐火保護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、分類號(hào)U451密級(jí)單位代碼10618學(xué)號(hào)11003027墨彥交通名誓碩士學(xué)位論文論文題目：海底沉管隧道管節(jié)及接頭耐火保護(hù)技術(shù)研究TechnicalstudyonFireprotectionforJointsandSegmentsofUnderseaimmersedtubetunnel導(dǎo)師姓名、職稱：蔣樹屏研究員王曉雯教授申請(qǐng)學(xué)位門類：專業(yè)名稱：工學(xué)結(jié)構(gòu)工程論文答辯日期：2013年5月30日學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)答辯委員會(huì)主席：王建宇

2、評(píng)閱人：張前2013年5月劉哲鋒摘要沉管隧道自從1896年首次在美國(guó)建成，至今已有一百多年的歷史。我國(guó)在沉管隧道技術(shù)研究方面起步較晚，從上個(gè)世紀(jì)60年代初才開始開展相關(guān)研究，現(xiàn)已陸續(xù)在香港、廣州、上海、寧波、天津與臺(tái)灣等地陸續(xù)建成十幾座沉管隧道。沉管隧道在跨穿過大河、跨越深海給人們生活、生產(chǎn)帶來便利的同時(shí)，火災(zāi)作為隧道的主要災(zāi)害也在頻繁發(fā)生。并且沉管隧道由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)存在管節(jié)接頭與節(jié)段接頭，接頭需具備水密性與柔韌性，一般采用橡膠材料，其

3、正常使用溫度范圍有限，一旦發(fā)火災(zāi)引起隧道結(jié)構(gòu)的破壞將會(huì)導(dǎo)致隧道無法修復(fù)的可能。港珠澳大橋工程作為溝通兩岸三地的跨境工程，跨境車輛較多，車流量大且車型混雜。其沉管隧道作為離岸特長(zhǎng)沉管隧道，埋深較深逃生救援的困難，一旦發(fā)生火災(zāi)，在造成嚴(yán)重的人員傷亡與巨大的經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，也會(huì)造成巨大的社會(huì)影響。因此，研究如何為新建隧道從防火耐火角度提高其性能，保證隧道結(jié)構(gòu)體系的火災(zāi)安全性，尤為重要。本文依托國(guó)家科技支撐計(jì)劃子課題四“離岸特長(zhǎng)沉管隧道建設(shè)防災(zāi)

4、減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)”主要做了以下幾方面工作：(1)針對(duì)沉管隧道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)沉管隧道結(jié)構(gòu)及接頭的耐火性能進(jìn)行了分別考慮，確定了海底沉管隧道耐火設(shè)計(jì)目標(biāo)，即對(duì)于結(jié)構(gòu)外部為火災(zāi)溫度1200“(2左右，混凝土底部及內(nèi)部鋼筋溫度分布控制在380(2與250℃(HC升溫曲線下)或380℃與300℃(黜蛆T升溫曲線下)；對(duì)于接頭除滿足上述要求外尚需將止水帶控制在70℃范圍以內(nèi)。(2)依據(jù)沉管隧道耐火設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)國(guó)內(nèi)外各種耐火保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了調(diào)研，并針對(duì)適用性

5、進(jìn)行了評(píng)價(jià)。(3)跟蹤完成了高溫試驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，并依托試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了一些列不同構(gòu)件不同耐火保護(hù)方案的高溫?zé)g試驗(yàn)。最終據(jù)此確定了沉管隧道結(jié)構(gòu)及接頭的耐火保護(hù)建議方案，即對(duì)于結(jié)構(gòu)采用雙層lena的防火板錯(cuò)縫布置，接頭采用雙層lena防火整板(2lena)加l層防火棉再加4cm防火板作為防火隔斷的耐火保護(hù)方案。(4)針對(duì)沉管隧道結(jié)構(gòu)及接頭進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了傳熱學(xué)的流固耦合計(jì)算。(5)最后綜合耐火保護(hù)試驗(yàn)以及數(shù)值計(jì)算給出了海底沉管隧道耐火保