應用于復雜交通道路上的新型鋼復合防沉降聯體式井蓋

羅國東

摘要：本文設計了一款可應用于復雜交通道路上的新型鋼復合防沉降聯體式井蓋，該井蓋將高強度主體、球磨鑄鐵井蓋、防墜網預先聯體式建造，選用高強度螺紋鋼、復合材料為主材料，主體結構無需現場組裝。該聯體式井蓋具有強度高、防震、低噪、防墜、防沉降、安裝快捷等特點，減少現場應用時傳統的養護工序和交通疏導影響。

關鍵詞：聯體式;鋼復合;高強度;復合材料

前言

目前使用的配網井蓋類型主要有三種：1、鋼纖維混凝土井蓋;2、球磨鑄鐵井蓋;3、復合材料井蓋。鋼纖維混凝土井蓋的優點在于制造成本低、強度高，但鋼纖維混凝土井蓋的混凝土性質脆，使用時間長了混凝土主體結構易破碎，并且該類井蓋被車輛長期的疲勞性碾壓，脆性的混凝土極易開裂。球磨鑄鐵井蓋的特點是具有良好的延展性和優秀的抗沖擊能力，承載能力優秀，但球磨鑄鐵井蓋在長時間的車輛沖擊下，若其井蓋底座基礎建設不牢固，井蓋容易發生變形、下沉。主流的樹脂復合材料井蓋特點在于強度高，韌性強，耐腐蝕。樹脂復合材料井蓋表面平整光滑有光澤，美觀程度在這三種井蓋中是最為突出的，但目前市場上的所謂復合材料井蓋大多都不是真正意義上的樹脂復合井蓋，所使用的樹脂不論標號、品質還是用量都無法達到國標要求。

這三種井蓋各有優缺點，單一類型井蓋無法全面滿足城市復雜道路建設的綜合需求，所以在此基礎上，本文對各種材料進行全方位的分析后，決定取其精華，采取多材料復合的方式，將各類井蓋的優勢融合，設計一種全新的井蓋，以滿足城市復雜道路上電纜通道建設需要。

1新型鋼復合防沉降聯體式井蓋

本文考慮設計的新型鋼復合防沉降聯體式井蓋應用了多種井位設計、建設及結構的元素，包括球磨鑄鐵人孔式井蓋、防震防噪聲設計、防沉降設計、樹脂復合材料技術等應用。新型井蓋的主體由兩個部分組成，分別是高強度樹脂混凝土主體及球磨鑄鐵防震防噪聲人孔井蓋。

1.1鋼復合防沉降聯體式井蓋的主體

鋼復合防沉降聯體式井蓋的主體由高強度樹脂混以其他基料配置成的樹脂混凝土澆筑而成。主體制造工藝分為四個步驟：1、將重心球磨鑄鐵人孔井蓋的井座焊接加固，與16mm高強度螺紋鋼及高強度鋼帶形成整體鋼結構，此鋼結構為整套井蓋的骨架【6】;2、將加工后的鋼結構準確放置于表面模具之上，在模具表面均勻鋪填專門調配的樹脂面層;3、配置樹脂復合內料有高強度210#樹脂，按一定比例加入固化劑和促進劑形成主要的填充劑，再混入石子等基料加強強度，充分混勻后填充入準備好的鋼結構中，填充的同時用振動機振動，使內料填充均勻;4、待樹脂混凝土充分固化后，安裝施工所需的配件，并進行局部的修飾、成型。

1.2球磨鑄鐵防震防噪聲人孔井蓋

本文設計的鋼復合聯體式井蓋的基本尺寸為1900*1700*100（mm），在需要預留人孔井蓋的鋼復合聯體井蓋主體中間設計一口尺寸為Ф750mm的球磨鑄鐵人孔井蓋，以便后期進入井內作業;不需要預留人孔井蓋的鋼復合聯體井蓋主體為封閉鋼結構。這里使用的球磨鑄鐵井蓋與傳統球磨鑄鐵井蓋不同，采用的是三防設計（防震、防噪聲、防盜）。井蓋板底部有三片特制的球鐵彈簧片，彈簧外端分別有三角形鎖扣，井座上三個卡口相對應，在蓋板蓋上時，三個鎖扣將蓋板固定在井座上。由于三片彈簧的彈性應力關系，當汽車經過時可以很好地避免對井蓋產生的沖擊使井蓋發生位移，因此蓋板與井座之間契合度非常高，不容易使井蓋產生形變。另外在井座的支撐面上有精加工后的凹槽，裝配有耐腐蝕、抗老化性能好的橡膠條。橡膠條在蓋板和井座之間形成一個緩沖帶，使得球磨鑄鐵蓋板在受到沖擊時不會直接與井座接觸，從而有效地解決井蓋噪聲問題。

1.3鍍鋅鋼格柵防墜網

為確保行人及車輛的安全，防止在井蓋開啟、或意外破損等情況下，可能發生的跌進電纜井的嚴重后果。經過長時間的實踐積累、設計、試驗后，在鋼復合聯體式井蓋中加入了防墜網。防墜網由鍍鋅鋼材制成，強度高、耐沖擊、耐腐蝕。防墜網尺寸略小于人形孔蓋，大約為直徑Ф700mm的圓形，其網內的格柵開孔大小設計小于行人的腳掌尺寸，約100*20（mm）見方，保證行人即使跌落到防墜網上，不會造成腳卡陷到格柵內。防墜網由四個安裝在井蓋主體上的高強度支撐面固定，其中一個支撐面上安裝有特殊防盜連接件，必須用專門工具開啟。

2新型鋼復合防沉降聯體式井蓋的施工安裝及效果

現某市道路上的電纜井口標準尺寸4900*1240（mm）見方，考慮在市區道路上使用新型鋼復合防沉降聯體式井蓋，一般設計每口井為三塊聯體式井蓋，其中兩端的井蓋設計有人孔井蓋，中間為封閉式井蓋，人孔井蓋中間有鍍鋅鋼格柵防墜網。鋼復合聯體式井蓋可分別使用于新建井位和老井改造，具體可根據現場實際需要，多塊共同使用以滿足較大尺寸的井位。每一塊井蓋做到貼合緊密，與路面在同一平面，整體效果與道路路面渾然一體，實用又美觀。

鋼復合聯體井蓋的施工與傳統井蓋不同，由于井蓋為一個整體，無法拆分，并且每塊蓋板重約1噸，所以人工無法搬運。在井蓋主體的四個角設置有對稱的四個吊裝環，用于起吊機起吊時使用。吊裝環以螺絲旋鈕形式安裝到鋼復合聯體井蓋上，用完后拆下即可。新井安裝鋼復合聯體井蓋安裝時，需起吊機用吊帶將井蓋吊起，平移至井口上方，緩慢放下，施工人員在井蓋周邊控制好井蓋落點位置。井蓋蓋于井口上后，由施工人員進入井內部，將生產時已經預先澆筑成聯體的四個高強度鍍鋅預埋件用膨脹螺栓固定于井壁上，使井蓋主體與井壁連成一體。當路面鋪裝完成時井蓋可與路面形成一個整體平面。由于整個井蓋主體為聯體式，與路面基礎支撐面大，只要路面基礎牢固，井蓋不會出現沉降等問題，可長時間保持與路面的平行。同時由于每塊井蓋主體有四個預埋件在安裝時已經與井的內壁緊緊相連，所以在使用中可以有效避免車輛的沖擊使得井蓋震動和位移等情況出現，確保整個井位堅如磐石。

舊井位改造時，需用器具在原井口周邊切割出相應尺寸井槽，然后采用與新井安裝類似的步驟，用起吊機將鋼復合聯體井蓋吊入井槽內，在四周以砂漿等材料填滿勾縫至緊實、與路面平齊。在老舊井改造中，因為沒有大面積地開挖原有路面或澆筑混凝土，因此新井安裝鋼復合聯體井蓋更換后道路可立即通車使用，不需要傳統的養護時間，從而有效地提升了舊井改造的效率和交通疏導效果，這在城市復雜道路，特別是主干道，井位改造中具有明顯優勢。

3應用總結

（1）鋼復合防沉降聯體式井蓋主體由高強度的樹脂一體化澆筑而成，大大加強的井蓋主體的承壓和抗沖擊能力，且井蓋主體由路基整體支撐，不易發生沉降;

（2）球磨鑄鐵井蓋設計在井蓋主體中，可承受長時間的疲勞性沖擊，彈簧與橡膠條的使用有效地解決了井蓋的噪聲問題;人孔井蓋的設計兼顧防震、防噪聲、防盜功能于一體，防墜網的使用提高了聯體式井蓋在復雜道路上的安全性;

（3）該聯體式井蓋設計使用壽命長，可滿足道路長年的使用而不損壞，期間維護、改遷成本低，提高了電纜通道的運行可靠性，并降低了維護成本。