溫 付 友， 孫 軍 漢

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司， 四川 成都 610213)

1 概 述

2003年韓國(guó)大邱地鐵發(fā)生火災(zāi)事故前，各國(guó)對(duì)地鐵隧道內(nèi)是否設(shè)置疏散平臺(tái)存在較多爭(zhēng)議，當(dāng)時(shí)我國(guó)僅有少數(shù)城市在地鐵隧道內(nèi)設(shè)有疏散平臺(tái)[1]。近年來，隨著地鐵建設(shè)的高速發(fā)展、各項(xiàng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的完善，對(duì)在地鐵隧道內(nèi)設(shè)置疏散平臺(tái)已經(jīng)形成共識(shí)，疏散平臺(tái)的材質(zhì)也由原來的鋼結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料、水泥基等逐漸向活性粉末混凝土方向發(fā)展。 由于RPC具有耐高溫、耐火、耐久、抗腐蝕等性能，并具有結(jié)構(gòu)物自重輕、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度高等特點(diǎn)，已成為目前地鐵疏散平臺(tái)設(shè)計(jì)施工中較為理想的新型材料。

由于目前國(guó)內(nèi)對(duì)疏散平臺(tái)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)沒有明確規(guī)定，主要由設(shè)計(jì)院根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范提出具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，由施工方進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)以驗(yàn)證確定其可行性，故必須重視相關(guān)的試驗(yàn)研究。

筆者以我公司承建的成都地鐵18號(hào)線為依據(jù)，介紹了對(duì)其進(jìn)行的試驗(yàn)研究。成都地鐵18號(hào)線為新機(jī)場(chǎng)線，線路全長(zhǎng)約68.38 km。一期工程為火車南站～天府新站，線路長(zhǎng)約41.4 km(含龍泉山隧道9.72 km)；二期工程為天府新站～天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)北站，線路長(zhǎng)約24.98 km(其中高架線長(zhǎng)11.53 km)；隧道內(nèi)徑為7.5 m，外徑為8.3 m，全線采用時(shí)速為140 km的CRH列車。

2 主要設(shè)計(jì)原則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)疏散平臺(tái)構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為50 a，耐火等級(jí)為一級(jí)，耐火極限為1.5 h。

(2)疏散平臺(tái)分別考慮了以下兩種荷載工況：①疏散平臺(tái)及步梯荷載：均布荷載為0.5 kN，集中荷載為每延米6個(gè)0.65 kN，按均布荷載和集中荷載分別考慮；②列車最高運(yùn)行速度達(dá)到150 km/h時(shí)，地下區(qū)間隧道及車站軌行區(qū)的最大正壓值為+3.5 kPa，負(fù)壓值為-1.8 kPa，周期為120 s；

(3)平臺(tái)踏板、支架、步梯斜梁容許撓度值為L(zhǎng)/250。

(4)緊固錨栓抗疲勞測(cè)試不少于1 000萬(wàn)次。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 荷載試驗(yàn)

3.1.1 RPC平臺(tái)試件試驗(yàn)概況

試驗(yàn)對(duì)象為地鐵疏散平臺(tái)板，設(shè)計(jì)尺寸為1 800 mm×700 mm×50 mm。主要對(duì)已生產(chǎn)的疏散平臺(tái)板試樣進(jìn)行荷載試驗(yàn)。模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用狀態(tài)，通過靜載試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)判斷該構(gòu)件的性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1.2 試驗(yàn)依據(jù)

(1)GB50152-2012[2]，混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。

(2)設(shè)計(jì)報(bào)告中的技術(shù)要求。

3.1.3 加載方式

(1)工況一。采用重物堆載方式進(jìn)行均布加載，加載所用重物為標(biāo)準(zhǔn)砝碼，單塊砝碼的自重為0.2 kN，試驗(yàn)時(shí)根據(jù)砝碼數(shù)量進(jìn)行荷載控制(圖1)。

圖1 工況一：荷載試驗(yàn)加載布置示意圖

(2)工況二。采用千斤頂與分配梁集中加載，千斤頂與試件之間加壓力傳感器進(jìn)行荷載控制(圖2)。

(3)工況三。采用重物堆載方式在試驗(yàn)板背面進(jìn)行均布加載(模擬風(fēng)荷載)，加載所用重物為標(biāo)準(zhǔn)砝碼，單塊砝碼自重為0.2 kN，試驗(yàn)時(shí)根據(jù)砝碼數(shù)量進(jìn)行荷載控制(圖3)。

3.1.4 試驗(yàn)荷載及分級(jí)

試驗(yàn)開始前進(jìn)行預(yù)加載，要求支座平穩(wěn)，儀表及加載設(shè)備正常。工況一每級(jí)加載量為2.4 kN/m2，共加載5級(jí)，每級(jí)持荷時(shí)間不少于5 min，須保證每一級(jí)荷載變形趨于穩(wěn)定并讀數(shù)后才能進(jìn)行下一級(jí)加載；工況二每級(jí)加載1.5 kN，加載4級(jí)后再加載0.6 kN，每級(jí)持荷時(shí)間不少于5 min，須保證每一級(jí)荷載變形趨于穩(wěn)定并讀數(shù)后才能進(jìn)行下一級(jí)加載；工況三每級(jí)加載0.6 kN/，共加載6級(jí)，每級(jí)持荷時(shí)間不少于5 min，保證每一級(jí)荷載變形趨于穩(wěn)定并讀數(shù)后才能進(jìn)行下一級(jí)加載。

圖2 工況二：荷載試驗(yàn)加載布置示意圖

圖3 工況三：荷載試驗(yàn)加載布置示意圖

3.1.5 試驗(yàn)量測(cè)

變形量測(cè)：采用百分表量測(cè)變形(撓度)，分別在試驗(yàn)板的支點(diǎn)及跨中布設(shè)百分表，共計(jì)3個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置情況見圖1、2、3。

3.1.6 試驗(yàn)結(jié)果

試件在各級(jí)荷載作用下的實(shí)測(cè)撓度見表1、2、3。

在6.6 kN(2倍的每延米6個(gè)0.65 kN)集中荷載作用下，疏散平臺(tái)板的撓度為2.45 mm，在12 kN(2倍的5 kN/m2)均布荷載作用下疏散平臺(tái)板的撓度為3.16 mm；3.2 kN(2.6 kN/ m2)均布荷載(背面加載模擬風(fēng)荷載)作用下的疏散平臺(tái)板的撓度為1.45 mm。

表1 工況一撓度測(cè)試結(jié)果表

表2 工況二撓度測(cè)試結(jié)果表

表3 工況三撓度測(cè)試結(jié)果表

3.2 RPC平臺(tái)耐火性試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)?zāi)康?。檢驗(yàn)活性粉末混凝土的燃燒性能是否符合設(shè)計(jì)A1級(jí)的規(guī)定。

(2)試驗(yàn)依據(jù)：GB 8624-2012[3]，建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)。

(3)試驗(yàn)樣品原材料的組成?；钚苑勰┗炷?RPC)由水泥、煤灰、硅粉、砂、鋼纖維等原材料混合組成。

(4)試驗(yàn)結(jié)論。通過試驗(yàn)并按照GB8624-2012判定，該制品的燃燒性能達(dá)到不燃A(A1)級(jí)要求，其耐火試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 耐火試驗(yàn)檢驗(yàn)匯總表

備注：質(zhì)量損失率檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)展伸不確定度U95=0.2%。

表5 疲勞試驗(yàn)檢測(cè)表

3.3 RPC平臺(tái)緊固錨栓疲勞試驗(yàn)

(1)檢測(cè)的要求與依據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其緊固錨栓抗疲勞測(cè)試的次數(shù)不小于1 000萬(wàn)次；檢測(cè)依據(jù)為：《金屬材料疲勞試驗(yàn)軸向力控制方法》, GB/T 3075-2008[4]；《金屬材料 拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》 ，GB/T 228.1-2010[5]。

(2)檢測(cè)用的主要設(shè)備。①電液伺服結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng) MTS458；②微機(jī)控制電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) YJW-5000。

(3)疲勞試驗(yàn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)見表5。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過以上試驗(yàn)檢驗(yàn)，該疏散平臺(tái)的各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果完全滿足設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)方法及試驗(yàn)過程真實(shí)有效，所取得的數(shù)據(jù)可為類似工程的疏散平臺(tái)設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。