Giriş: Yeraltı Altyapısında Çelik Bağlantıların Eleştirel Rolü

Çelik bağlantı detayları sadece montaj noktaları değildir; tünellerde ve yeraltı tesislerinde destek sistemlerinin yapısal omurgasıdır. Her bir cıvata, kaynak ve splice, çelik kirişler, arşivler, liner plakalar ve kayaboltlar arasında, limitli baskılar altında stabiliteyi korumak için güvenilir bir şekilde transfer kuvvetlerine sahiptir, değişkenlik koşulları ve trenlerden gelen dinamik yükler, yüksek çözünürlükte yapılan bir şekilde yapılan onarımlar için son derece kolay bir şekilde katkıda bulunabilmektedir.

Bu makale, tünel destek yapıları için çelik bağlantı ayrıntılarının temel ilkelerine, tasarım yükleri, bağlantı tiplerini, malzemeleri, korozyon korumasına, sınırlı alanlarda kuruluma, kaliteli kontrole ve gelişmekte olan yeniliklere ilişkin temel ilkelere genişletir.Mühendisler, proje yöneticileri ve inşaat profesyonelleri, güvenlik kriterlerine ve uzun vadeli performans gereksinimlerine uygun olarak, endüstri kuruluşlarına referanslar sunulacaktır.(0)

Yeraltı Bağlantıları için Yük-Bearing Gereksinimleri

Tünellerdeki çelik bağlantıları, statik, döngüsel ve dinamik güçlerin bir kombinasyonunu, tipik bina yapıları önemli ölçüde farklı kılan dinamik kuvvetlere karşı direnmeli.En talep edilen yükler zemin basıncından gelir - tünelin üzerindeki kaya veya toprak ağırlığı yüksek hacimli bölgelerden gelen yükleri, örneğin elektrik dağıtım ve enerji dağıtımını talep eden bağlantıları gerektirir.

Termal yükler ayrıca çelik bağlantıları da etkiliyor, özellikle de jeotermal gradients'in çevre kaya sıcaklıklarını 40-50°C'ye veya daha fazla ya da tünellere maruz kaldığı derin tünellerde, yüksek ısı giriş bölgelerindeki bağlantıların özellikle kırılgan olması gerekiyor. ek olarak, 1993-8'ten itibaren dinamik yükler (rock-sur kamyonlar) ve tren pasajından itibaren geçiş yapan tüneller, on yıllar boyunca ortaklar için gerekli olan yorgunluk döngüleri üretiyor. Tüm bu yük türleri için hesaplar tasarlanmalıdır.

Tünel Desteklerinde Kullanılan Çelik Bağlantı Detaylarının Türleri

Bolted Connections

Bolted bağlantıları tünel destek yapıları en yaygın olarak kullanılanlardır, çünkü çift katlı alanlarda hızlı bir montaja izin verirler, daha sonra bakım veya modifikasyonlar için basit bir şekilde ayrıştırılır ve kaynakla kıyasla uzmanlaşmış bir çalışmaya bağlıdır. Common configurations, kompozit ark segmentleri çelik balık plakaları ve yüksek güçlü cıvataları çift-söpektiflik düzlemlerinde ayarlanabilmektedirler: Anahtar alt türleri şunları içerir:

  • [FONT:0]Slip-könemli bağlantılar[Dönetici: yük geri yükleme veya vibrasyonun standart bir önyükleme (örneğin, geçiş tünellerinde yakın takipler) özel olarak hazırlanmaktadır (örneğin, kontrol edilen katlanma, patlama veya kaplama) ve cıvataların% 70'ine kadar gerginlikle karşılanır.
  • [FONT=0)Döncük bağlantıları[Döncükler: özellikle plaka deliği üzerinde bulunan shank ile transfer edildiği yerde, geçici destek (örneğin, çelik setler) kısmi kayma kabul edilebilir olduğu, ancak delik üzerinde dikkatli bir kontrol gerektirir.
  • [FONT:0)Tension-kontrollü cıvatalar (TCB)): yüksek güçlü uygulamalarda kullanılan bu cıvatalar, belirtilen gerilimde kırılan kesintiye uğratmış, yüksek çözünürlükte torksız yük sağlayan bir sona sahiptir.

Tünellerdeki Bolted bağlantıları genellikle kullanılmaktadır:0)ASTM A490[Dönetici: 1)) (veya metrik sınıf 10.9/12.9) daha yüksek güç ağırlık oranı nedeniyle, korozyon gereksinimleri sıcak-diploma doğru itebilirse de, deterjanlar ve yıkamacılar, galonları önlemek için cıvata sınıfına uymalıdır.

Kaynak Bağlantıları

Mekanik bağlantılar, şu anda ve yüksek verimlilikle dolu sürekli, katı eklemler sağlar. Tünel astarlarında, sınırlı kafa odası ile tam olarak doldurulmuş beton sistemleri kullanılarak, çelik segment eklemlerinde kirişler kullanılarak kaynaklanmıştır. Ancak, yeraltı ortamlarındaki kaynaklar sık sıkılır: yüksek nem, hidrojen kaynaklı çatlaklara bağlı olarak ısıtılır.

Hybrid Connections

Hibrit bağlantılar, montaj hızını optimize etmek ve kaynak birleştirir, maliyet ve uzun vadeli performans. Tünel arşivlerinde tipik bir hibrit detay, hızlı bir şekilde yüksek güçlü cıvatalarla bölüm splicesleri temizlemek için, o zaman kapatma plaka veya yan gussetleri daha sonra sertliği artırmak için kaynak gerekir. Benzer şekilde, Çelik kaburgalar arasındaki hibrit bağlantılar sertleştirici bağlantılar arasında daha popüler kaynak hıza kadar (parçalışlı) makineli yüksek çözünürlükte şarj edilebilir.

Yenilikçi Bağlantı Türleri

Son gelişmeler, prefabrik beton segmental astarlar için çelik kablolar içerir, çelik bağlantı detayı sismik bölgelerde bağlantı noktalarına alınır: Bunlar, kontrol edilen kaymalara izin veren büyük çaplı tüneller ile bağlantıların oluşmaktadır.Bir başka yenilik yük olmadan 100 mm'yi aşan bir başka yenilik:0)Uluslararası Tünel Birliği'nin [enerji dağıtım noktalarında dağıtım noktalarında yer alan bazı yönlerden oluşan tüneller: Bunlar, kontrol edilen kaymaları kontrol eden fırçalarla bağlantılı olarak kullanan tüneller ile bağlantılı olarak yayınlanmaktadır.

Konforda Bağlantılar için Tasarım

Yapısal Analiz ve Kapasite Tasarımı

Çelik tünel bağlantılarının modern tasarımı, sonlu elemanlar analizine (FEA) bağlı üyelerden biraz daha yüksek güç sağlayarak, bu nedenle üye (toplayıcı teslim) ile bağlantı kurma (geçmiş kırıklık) arasında bağlantı kurmak yerine, cıvata önyükleme, doğrusal olmayan bağlantılar için tasarım, pompalanan yüzeyler için, kablolama ilkelerine göre, net bir şekilde yüksek bir güce sahip olmalıdır.

Yüksek seviyeli Orta Çağlarda korozyon koruması

Tünel atmosferi genellikle kondensasyon, agresif ⁇ (klorides, sulfates), ve otoyol tünellerinde bulunan tuzların yüksek olması gerekir. Çelik bağlantıları, birçok crevices (bolt threads, fındık yüzeyler, bizt toes), özellikle de kablolama ve basınç kaplamaları için hassastır.

Accessability and Modülerization

Bir tünelde çalışmak sadece birkaç metre uzaklıktaki bir tespit ve sürekli muck haulers ve beton spreyler, tek bir işçi tarafından güç araçlarıyla kurulabilecek bağlantıları talep eder.Bu, etik olmayan ortaklara veya kapatmalara karşı sınırlıdır.[Döneticiler: 0) Tüm cıvatalar standart pnömatik bataryalar kullanarak gerginlik için erişilebilir olmalıdır; ancak sabit bir şekilde sabit olmayan bir şekilde sabit bir şekilde sabit olmayan bir şekilde sabitlenen boşluklar ile sabitlenir.

Mekanik ve Kanal Hareketleri için Kanalın Sorumluluğu

Yumuşak zemin, şişirme, ya da hata ürperticisi, tüneldeki sürekli deformasyonu destekler. Çelik bağlantı ayrıntıları, bu durumu bir el değmemiş kırışıklık olmadan önce tutmalıdır.Bir yaklaşım, normal bir eğimli bir delik ile kablolama bağlantı kurmak için bir başka şey, yüksek çözünürlükte bir boru hattını kullanarak kontrol altına almak için, 3 mm'lik bir boru hattını kapatma işlemine izin vermek için.

Yangın ve ısı Direnişi

Yol ve demiryolu tünelleri, yangın önemli bir tasarımdır. Çelik bağlantıları 400 °C'nin üzerinde hızla güç kaybediyor; bu nedenle, yangın koruması (toplayıcı kaplamalar, panjurlar veya betonda bağlantı kurmak (komposite eylemi) bağlantının daha küçük bir yüzey alanına sahip olması gerekir, ancak embrittlementin en zayıf bir bağlantıdan sonra ısıtılması gerekir; ya da kalın bir yangın kaplama veya betonda bağlantı tarafından korunur.

Tünellerde Malzemeler ve Standartlar Governing Steel Connections

Çelik notların ve bağlantı bileşenlerinin seçimi uluslararası, bölgesel ve proje bazlı standartların hiyerarşisini takip eder. Tünel arşivlerinde kullanılan yapısal çelikler ve çerçeveler için, ASTM A992 (veya eşdeğer EN 10025-2 Grade S355) iyi kaynaklanabilirlik ve güç nedeniyle yaygındır.Fork malzemeler, ASTM F3125 (metrik 8 veya A490 (metrik 10.9); Avrupa uygulama kontrollü sertleştirici montajlarla yapılan toplantıları kullanır.

Avrupa tünel çelik bağlantıları tasarımı EN 1993-1-8 (joint design) ve EN 1997 (geoteknik tasarım), uygulama standardı EN 1090-2 (Çelik yapıların yürütmesi) katı toleranslar: delilik uzunluğu +0.5 mm'yi aşmalıdır, plaka kenarları da hata ve önyükleme yöntemi veya çekme yöntemi ile doğrulanır.

Yeraltı Çelik Bağlantılarının Kalite Kontrol ve Denetimi

Bolt Gerilme Doğrulama Verification

Bolt sıkılığı, kayma-kırık bağlantıları için kritiktir. Tünellerde standart yöntem, temsilci bir numunede bir tork çevretmektir (örneğin, günde beş tane cıvata) veya doğrudan gerilim göstergeleri (DTI-washer tipi) kullanarak, özellikle de DTI-zorunlar, yük yükleme işleminin imkansız olduğu yüksek değerli ortaklarda, özellikle de yüksek çözünürlükte bir uyarıda şişirme anlamına gelir.

Kaynak Muayenesi

Birincil çelik tünel desteği üzerindeki tüm kaynaklar, tam penetrasyon için gerekli olan, ultrasonik test zorunlu; yüzeydeki manyetik partiküller tipik olarak.In Visual testing cover welds, under the project features require 100% UT oluk on welds, ultrasonik test zorunludur; for fillet welds, manyetik parçacık testis on the yüzeyde tipik olabilir.Ingölçücük alanlarda, radyografi erişim kısıtlamaları nedeniyle pratik olabilir, bu nedenle birçok proje özellikleri% 100 UT oluk içerir.

Kaplama

Korozyon koruma sistemleri kalınlığı için incelenir (kuru film kalınlığı ölçüm), pin deliği (düşük gerilim tatil dekümatörü) ve konsiyon (yerdeki teste göre sabit nemlerin montaj sırasında düzgün bir şekilde kurumasına izin veremez, alan destekli kaplamalar bir nem sayacı kullanmadan önce nem içeriği için test edilir. Fabrika tarafından yapılan kaplamalar, ASTM A123 kaplama kalınlığı gerekliliklerine göre çelik kalınlık gerekliliklerini karşılamalıdır.

Vaka Çalışması: Crossrail (Elizabeth Line) Tünellerde Çelik Bağlantı Detayları

Londra'nın Crossrail projesi, yeraltı tesisleri için mükemmel bir kompleks çelik bağlantı tasarımı sunar. Proje, iki katı beton astarı (SCL) ve TBM tabanlı tüneller ile çelik riboşlar ile geçiş yaparken, 4 kat daha fazla kablo kontrolleri için yapılmış olan beton hatlarıyla birlikte, tüm beton hatlarıyla birlikte, tüm kabloların sabit bir şekilde monte edildiği bir beton hattını kullanarak, yüksek çözünürlükte bulunan bir kablo kontrolleri ile birlikte kapatılmıştır.

Endüstri, çelik arşivleri için kaynak oluşturmaya devam ediyor - minimum ısı girişi ile yüksek güçlü eklemler üreten, korozyon direncini azaltan bir başka eğilim, her iki bileşene entegre ediyor: RFID etiketleri ile kayıt ve torktan gelen beton etiketleri ile uzaktan izleme imkanı sağlar.Bu, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir araya getirir.Bu, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir araya getirir.

Yüksek güçlü çelikler (yinele > 690 MPa) daha hafif bağlantılar için kabul edilir, ancak onların brittleness ve hidrojen susceptability, dikkatli kaynak prosedürleri ve kaplama seçimi gerektirir. Hybrid-lin-prefabricated çelik paletleri[FRP) çelik plakalara bağlanır - yüksek hacimli beton tüneller için test edilir, bu arada, şehir metro projelerinde hızlı inşaat talebi tamamen doğruya doğru itilir.

Sonuç: Güvenli ve Dayanıklı Yeraltı Altyapısı Vakfı

Çelik bağlantı detayları bir tünel kesitinde küçük fiziksel ayak izi işgal edebilir, ancak genel yapısal bütünlüğü için yüksek bir sorumluluk taşırlar.Süresel, kaynaklanmış veya karma bağlantıları - yük analizi, korozyon koruması, yükleme kabiliyeti ve titiz kaliteli kontrol gibi temel projelerde kullanılır - bir tünelin 100 yıllık tasarım ömrü boyunca güvenli ve hizmet edilebilir olup olmadığını varsayar.In referen, AWS, EN 1090) ve Gotthard Base Tünel ve Crossrail gibi büyük projelerden öğrenme, tasarımcılar ve müteahhitler ve müteahhitler her bir toplanıcı güvenli ve güvenilir bir şekilde çelik bağlantıların her türlü sabitlenmelerini sağlar.