Сегментный болт

Сегментный болт — Описание изделия

Сегментный болт — это ключевой крепёжный элемент, применяемый при строительстве туннелей способом щитовой проходки для соединения сборных обделочных сегментов. С помощью прямолинейной или дугообразной конструкции отдельные сегменты собираются в туннельную структуру, что обеспечивает общую устойчивость туннеля и контроль осадки грунта. По конструкции изделия подразделяются на типы двусторонний прямой, двусторонний дугообразный и дугообразный с шестигранной головкой; часто применяемые классы прочности охватывают 5,8, 6,8 и 8,8; материалы включают углеродистую сталь Q235, сталь 45# и легированную сталь 40Cr. Для работы во влажной подземной среде обычно применяют поверхностную обработку — горячее цинкование, дакрометирование и др., — повышающую коррозионную стойкость.

I. Характеристики изделия

• Высокая структурная адаптивность: стержень прямого болта имеет линейную форму и используется преимущественно для продольного соединения сегментов; кривизна стержня дугообразного болта совпадает с кривизной внутренней/внешней дуги сегмента и применяется в основном для кольцевого соединения сегментов, что позволяет избежать концентрации напряжений в канале и подходит для узких дугообразных монтажных пространств.
• Полный набор классов прочности: часто применяются классы 5,8, 6,8 и 8,8; в зависимости от геологических условий и требований к нагрузке могут применяться также классы 4,6, 4,8, 5,6 и 10,9.
• Разнообразие материалов: часто применяются углеродистая сталь Q235, сталь 45# и легированная сталь 40Cr; после улучшающей термообработки (закалка с отпуском) 40Cr может достигать предела прочности при растяжении свыше 800 МПа.
• Совершенная антикоррозионная технология: обычно применяются поверхностные обработки — горячее цинкование (толщина цинкового слоя ≥85 мкм), покрытие дакромет, нано-композитное порошковое цинкование и др.; солевой туманный тест выдерживает до 720 ч без красной ржавчины, срок антикоррозионной службы ≥50 лет.
• Высокая точность резьбы: точность резьбы достигает класса 6g, что обеспечивает хорошее сопряжение с гайкой; диапазон диаметров обычно M24–M36.

II. Преимущества изделия

• Высокая несущая способность: применяется высокопрочная легированная сталь, предел прочности при растяжении ≥800 МПа, предел текучести ≥640 МПа (класс 10,9), что удовлетворяет сложным требованиям к нагрузкам в туннелях щитовой проходки.
• Отличная усталостная стойкость: при циклической нагрузке (0,2–0,6 от предельной нагрузки) усталостный ресурс составляет ≥2 млн циклов, что соответствует переменным напряжениям при длительной эксплуатации туннеля.
• Надёжная стопорка: применяется совместно со стопорными шайбами или анаэробным фиксатором резьбы, эффективно предотвращая потерю преднатяга от вибрации и обеспечивая стабильность соединения.
• Адаптация к сложной геологии: благодаря модернизации материалов и оптимизации конструкции возможна адаптация к сложным геологическим условиям — мягким грунтам, твёрдым породам, высокому гидростатическому давлению.
• Высокая эффективность монтажа: поддерживается двухэтапный процесс затяжки — предварительная затяжка сразу после сборки сегментов и повторная затяжка после продвижения щита, что обеспечивает герметичность конструкции.

III. Область применения

• Туннели метрополитена: соединение сегментов в городских железнодорожных туннелях щитовой проходки — основная область применения.
• Автодорожные и железнодорожные туннели: автодорожные щитовые туннели через реки, железнодорожные туннели щитовой проходки и другие крупные туннельные проекты.
• Гидротехнические и энергетические туннели: щитовые туннели водозабора электростанций, щитовые туннели циркуляции охлаждающей воды, туннели гидроэнергопередачи и др.
• Коммунальные объекты и гражданская оборона: туннели сброса сточных вод, коммунальные туннели трубопроводов, сооружения гражданской обороны и др.
• Туннели специального назначения: щитовой туннель газопровода «Запад–Восток», проекты газопроводов, подводные океанские туннели, специальные военные объекты и др.
• Соединение стальных и бетонных сегментов: подходит для соединения стальных и бетонных сегментов; распространённые типоразмеры, например M24×531 и др.