钢纤维混凝土-钢板组合结构防淹门的试验研究与分析

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发布时间：2022-07-18

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摘要新研制的防淹门结构采用钢纤维混凝土和钢板的
范》要求，过江（河）段两端的防淹门宜与正线上的
复合结构形式。采用预制梁载荷试验和三维有限元模拟分
防护密闭隔断门合并设置,合并后的隔断门应进
析,分别对该复合结构的承成力及变形进行了校核。结果表
行人防荷载组合和水压力荷载作用两种工况的结
明，钢纤维混凝土-钢板门扇结构设计合理,可同时满足人防
构计算分析。人防荷载组合包括空气冲击波超压
荷载和水压力荷载要求，具有较高的经济效益。
荷载与水压力荷载组合工况,同时需考虑人防组
关键词城市轨道交通；防淹门；钢纤维混凝土-钢板复合
合的材料强度提高。水压力荷载工况按材料的容
结构；有限元分析
许应力为控制因素进行结构计算。最终按两种工
中图分类号 TU 96*5
况的包络结果进行设计。
目前市场上的防淹门产品采用钢结构门体，门
On Floodgate with Compound Structure of Steel-fiber concrete
体的厚度较大,地下二层的标准车站的门体厚度约
and Steel Plate
Wei Zhongying, Li Zhi, An Wei, Xin Zuoxian
为600mm，地下三层车站的门体厚度达到 800
AbstractThe newly developed floodgate applied to urban
mm,且门体的人防防护功能较差。若能在不增加
rail transit system adopts a compound structure of steel-fi-
门体的自身造价和启闭质量的前提下,大幅减少门
ber-concrete and stecl plate. The capacity and deformation
体的厚度,将对车站的土建造价、车站站台层和站厅
of the structure is checked through the load tests of the pre-
层的设备、管线布置等带来较大便利。为此,经过反
cast beam and three-dimensional finite element analog anal-
复论证,选用了高强钢纤维混凝土和钢板的复合结
ysis, the experiment result shows that the compound struc-
构型式门体,将地下二层车站和地下三层车站的防
ture of steel-fiber-concrete and stecl platc is rational in de-
淹门门体厚度分别降至250mm和300mm。同时，
sigm, it could mect both the load rcquirements for civil air
其防护密闭功能也得到了很大的提升。
defense and for water pressure with remarkable economic
由于缺少相关的规程，此种超薄高强复合
benefits.
Key words urban rail transit；floodgate；a compound
结构是否可以承受实际的大荷载情况的受力、变形
structure of steel-fiber-comcrete and steel plate；finite ele-
分析,尤其是两种材料的协同变形、接触面的剪力的
mcnt analog analysis
传递等,是研究的重点。本文采用有限元分析和试
First-author's address Shanghai Underground Space Pro-
验验证两种手段进行分析验证。
tecting Equipment Co.,Ltd.,200002.Shanghai,Chima
1 门体结构形式与设计参数
随着上海城市轨道交通建设的不断推进，大
为了满足人防荷载和水压力荷载组合工况,新
量区间隧道工程需穿越江河。由于黄浦江、吴淞
型研制的防淹门结构采用钢纤维混凝土和钢板的复
江等江河的水位可能高于市区地面，为防止突发
合结构形式，通过拉结钢筋与钢板焊接保证混凝土
灾害发生时江河水通过区间隧道倒灌入市区，需
和钢板共同工作[一]，钢板既作为模板，又作为受力
在穿越江河水域的区间隧道两端适当位置设置防
钢筋，可以抵抗板任意方向的主拉应力。该结构形
淹门。同时，根据《轨道交通工程人民防空设计规
式既减轻了质量又满足了使用要求。