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选煤厂输煤栈桥设计

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选煤厂输煤栈桥设计

作者：邸聪

来源：《环球市场》2019年第12期

摘要：围绕选煤厂输煤栈桥设计，阐述了在不同使用功能、不同跨度高度等条件下栈桥的结构选型及抗震构造措施;栈桥荷载的取值;大跨度钢桁架栈桥选材及计算;栈桥常规绘图方式等。重点介绍了栈桥楼面活荷载的两种计算方法及风荷载体形系数两种取值方式的比较。

关键词：输煤栈桥;结构选型;荷载计算;钢桁架计算

一、结构选型及抗震构造措施

输送机栈桥应根据工业场地地形、场地布置、地震烈度、使用功能、跨度及高度等情况采用钢筋混凝土结构、钢结构或砌体结构。地道可采用钢筋混凝土箱型结构或砌体结构，有抗震设防要求或有地下水时宜采用钢筋混凝土箱型结构。

《构筑物抗规》16.1.3条规定栈桥跨度为15m～18m时，可采用预应力混凝土梁、预应力混凝士桁架、钢梁或钢桁架。跨度大于18m时，宜采用鋼梁或钢桁架。

地面栈桥支撑高度≤1.5m时采用条形基础，墙上设轻钢门架，素混凝土地面;1.5m<栈桥支撑高度≤15m时采用钢筋混凝土框架结构，上设轻钢门架，钢筋混凝土独立基础，钢筋混凝土楼面;栈桥支撑高度>15m时采用钢桁架结构，钢骨架轻型板楼面，钢筋混凝土支架，基础为独立基础或筏板基础。

防震缝等抗震构造措施应按照《抗规》2及《构筑物抗规》相应规定设置。一般的，当框架结构高度不超过15m时不应小于100mm，高度超过15m时，6度、7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。《构筑物抗规》16.3.8条规定栈桥跨间承重结构支撑在建（构）筑物上时，宜采用滑（滚）动等支座形式，并应采取防止落梁的措施。

二、荷载计算

（一）栈桥楼面活荷载的选取 龙源期刊网

楼面活荷载的取值有两种方法，第一种为根据胶带宽度及具体类型按照相应规范查表取值，第二种为根据厂家提供的实际荷载再乘上相应的动力系数，考虑楼面行人及检修荷载后得到相应的取值。

第一种取值方法：若为原煤胶带（主要包括运输原煤的胶带、钢芯胶带、强力胶带或支腿实际承受荷载折算成面荷载>1kN/m2等）一般需要依据《矿规》同表5.4.1按胶带宽度进行强力胶带楼面活荷载的选取，胶带宽≤1000mm时按3.0kN/m2计算，1000mm<胶带宽≤1400mm时按4.0kN/m2计算，1400mm<胶带宽≤2000mm时按5kN/m2计算;若非原煤胶带或强力胶带等即可按照《矿规》表5.4.1或《选煤厂规范》闲表4.0.3按胶带宽度进行楼面活荷载的选取，胶带宽≤1000mm时按2.5kN/m2计算，胶带宽>1000mm时按3.0kNm2计算。

第二种取值方法：若支腿荷载较大，栈桥跨度较大（一般混凝土跨度大于30m时），查表不能满足精度要求时，可要求设备厂家和机制专业提供准确的支腿荷载（包括支腿传来的恒活荷载，由于支腿恒荷载不容易计算准确，为保留一定安全冗余度可全部按活荷载取值）按照栈桥宽度均分成面荷载再乘以动力系数（一般：强力胶带X1.3，普通胶带X1.2），再加上楼面2.0kNm2的操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重等活荷载（《荷规》[515.2.2条规定的工业建筑楼面上无设备区域的操作荷载取2.0kN/m），并根据水暖电消防等实际布置管道型号及位置计算荷重并以集中荷载的形式均匀加载至钢桁架节点上。

在栈桥校核时一般需要按照实际荷载进行计算，以免与实际荷载情况出现过大偏差。

（二）栈桥风荷载体形系数的选取

栈桥风荷载体形系数应参照现行《荷规》及《矿规》进行选取，地面封闭栈桥（栈桥底面离地<1.5m）可根据《荷规》表8.3.1相应形式选取，悬空封闭栈桥应按《矿规》表5.6.3取值。下表为两类栈桥风荷载体形系数的对比（见表1）：

三、结构计算

（一）钢桁架计算

钢桁架的荷载计算分为上半部分和下半部分，上半部分各桁架节点受到屋面及上半部分墙面围护结构及檩条、门窗、上部管线、平面外抗风桁架的自重及风荷载等，下半部分受到下半部分的墙面维护、檩条、管线、楼板、抹面、踏步及平面外抗风桁架的自重、下弦支撑荷载，楼面活荷载、地面设备荷载及风荷载等，分别将恒、活、风荷载标准值折算成集中荷载加载于桁架的上下弦节点上。上下抗风桁架及下撑等需要根据实际尺寸及重量手动近似计算并加载到上下弦相应节点上。

桁架弦杆和单系腹杆的计算长度应根据《钢规》中表5.3.9确定;受压构件的容许长细比应根据表5.3.8确定;受拉构件的容许长细比应根据表5.3.9确定。一般在桁架设计中计算长度取1;受压构件容许长细比取150;受拉构件容许长细比取350。 龙源期刊网

在可研及初设阶段，已知桁架跨度L（m）及桁架宽度B（m），每榀桁架自重标准值P（kg/m）可根据以下经验公式进行简化计算：

1）P=6.2L+58.8B-141①适用于16≤L≤30、2.35≤B≤5.1的下承式无拉杆静定桁架。

2）P-5.7L+48.3B-152②适用于36.7≤L≤58、3.2≤B≤7的下承式有拉杆静定桁架。

3）需要注意的是以上两式仅包括单榀桁架自重标准值，不包括维护结构、楼板及平面外抗风桁架等荷载值，且计算出的每榀桁架自重与实际值略有偏差，在施工图设计阶段还需精确计算。

（二）大跨度钢桁架栈桥选材及计算时应注意的问题：

1）大跨度钢桁架由于柔度较大，不宜使用刚性较小、重量过轻的楼板，栈桥抗侧刚度减小后对抗风不利。钢框架支腿若过高产生位移过大可加大梁高或者降低层高，也可加斜撑，根据《高钢规》8.7.1条规定，在抗震设防的结构中，支撑宜采用H型钢制作。

2）桁架中部上弦及端部上下弦抗风桁架腹杆受力较大，不应完全采用全应力设计方法，应留出适当安全冗余度，适当加大截面。

3）当桁架跨度≥60m时，其受压弦杆和端压杆的容许长细比值宜取100，其他受压腹杆可取150（承受静力荷载或间接承受动力荷载）或120（直接承受动力荷载）。

4）当桁架跨度>60m时，其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过300（承受静力荷载或间接承受动力荷载）或250（直接承受动力荷载）。

5）因为PKPM中在抗震计算时会对活荷载进行折减（一般取0.5），所以为保险起见抗震非抗震都应计算取大值。

6）焊缝设计时应保留较大安全冗余度，并应取检验标准在二级焊缝质量等级以上。

7）如果桁架跨度≥50m并较高时，应利用多种软件如PKPM系列、YJK、广厦、3D3S、Sap2000、Etabs、Midas、Ansys、ABAQUS等进行对比分析计算。

8）如果用PKPM系列进行钢桁架PK计算，上下弦杆处应力值应与平面外抗风桁架同位置计算应力值相加，平面内外稳定应力交错相加后得计算结果。

四、图纸绘制

栈桥起点标高是以胶带输送机机头定位点开始计算的，栈桥走向与机头和胶带切线方向一致，切点的位置由头轮直径和胶带倾斜角度计算得出;钢骨架轻型板平行栈桥方向的板缝应留龙源期刊网

在输煤设备的支腿位置以更好地承受支腿传至楼面的集中荷载;计算及绘图时注意校核图中用到的规范及图集的有效性，以防计算参数选取错误。

钢结构构件均考虑防腐，防火;栈桥横、纵方向宜留有坡度，以便于清扫水的收集;栈桥变形缝、防震缝处、楼板、屋面及墙面均采取密封措施进行密封，以避免接缝处漏水;人行道和检修道的坡度大于5度时应设防滑条，坡度大于8度时应设踏步。五、结论

随着我国建筑设计水平的不断提升，栈桥的跨度和高度也在不断提高，我们在追求大跨度的同时也要综合考虑其安全和经济效应，不应一味盲目追求大跨度、轻量化，作为设计人员，应该为建筑的施工、使用、维护及后续改造升级留有一定的安全冗余度，这样才能使建筑健康、绿色和可持续的发展。

参考文献：

[1]构筑物抗震设计规范：GB50191-2012[S].北京：中國计划出版社，2012.

[2]建筑抗震设计规范：GB5011-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3]煤矿矿井建筑结构设计规范：GB50592-2010[S].北京：中国计划出版社，2010.

[4]选煤厂建筑结构设计规范：GB50583-2010[S].北京：中国计划出版社，2010.

[5]建筑结构荷载规范：GB50009-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

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火力发电厂输煤栈桥设计简述

火力发电厂输煤栈桥设计简述

火力发电厂输煤栈桥设计简述

首先，在设计栈桥的结构时，需要考虑到栈桥的功能和实际需求。一般来说，栈桥通常由上部组成，包括上部结构、上部设备；下部组成，包括下部结构、下部设备。上部结构主要包括栈桥桥梁、支承系统、运输机械等；下部结构主要包括栈桥基础、支撑钢筋混凝土结构等。栈桥的结构要有足够的稳定性和承载能力，能够经受煤炭的重量和传输过程中的振动。

其次，在栈桥的材料选型中，需要根据煤炭输送量、环境要求、经济考虑等因素进行选择。通常情况下，栈桥的主要构建材料可以选用钢材，具有良好的强度和耐久性，能够承受煤炭的重量和输送过程中的力量。另外，栈桥上部设备的选材也需要考虑灵活性和耐用性，以满足不同工况下的需求。

然后，在栈桥的承载能力上，需要根据实际需求和设计要求进行计算和评估。栈桥的承载能力主要包括静载荷和动载荷。静载荷是指栈桥自身的重量以及上部结构和设备的重量；而动载荷则包括煤炭的重量和输送过程中的动态力量。栈桥的承载能力需要满足安全性和可靠性的要求，能够承受煤炭输送过程中的振动和冲击。

最后，在栈桥的输煤效率上，设计需要考虑到煤炭的输送速度和输送容量。栈桥的设计要尽量减少煤炭的丢失和堵塞，保证输煤过程的高效和稳定。同时，栈桥的输送系统也需要与火力发电厂的煤炭供应系统相匹配，确保煤炭的连续供应和输送。

综上所述，火力发电厂输煤栈桥设计是一项复杂而重要的工程，需要考虑多方面的因素。设计过程中要兼顾栈桥的结构、材料选型、承载能力和输煤效率等要求，以确保输煤过程的安全、高效和稳定。设计人员需要具备扎实的专业知识和经验，以及良好的工程思维和创新能力，为火力发电厂的运行提供有力的支持。

输煤栈桥计算

输煤栈桥计算

输煤栈桥结构计算分析报告

一、工程概况

该工程为华能金陵电厂二期工程C-05输煤栈桥结构，包括下部的塔架和上部的输煤栈桥，总高度将近50m，其中塔架部分高将近44m，塔架底部尺寸为20m×15m的四边形，输煤栈桥平面尺寸为5.2m×4m，跨度最大处将近48m。整个结构为一空间桁架结构。

二、钢结构方案概述

由于整个结构为严重不对称结构，而且高度较高，因此下部铁塔的杆件采用钢管，钢管的迎风系数小，截面回转半径大且各向同性，杆件受压稳定性好、省材。对于上部的栈桥结构，考虑到跨度比较大，而且要与栈桥楼面的主次梁相连接，因此栈桥桁架上弦、下弦和楼面主次梁均采用H型钢；由于外部环境因素的影响，栈桥桁架腹杆和屋面支撑均采用T型钢，这样能够避免腐蚀的影响。为了得出比较好的设计方案，因此对铁塔部分采用了两种不同的结构形式进行比较，下面分别称为方案一（图1）和方案二（图10）。

图1 方案一

图2 1-1剖面图 图3 2-2剖面图 图4 3-3剖面图

图5 4-4剖面图

图6 5-5剖面图

图7 6-6剖面图

图8 7-7剖面图

图10 方案2

图11 8-8剖面图 图12 9-9剖面图

图13 10-10剖面图 图14 11-11剖面图

图15 12-12剖面图

三、主要计算过程和结果

1. 结构计算所依据的规范

（1）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）

（2）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001（2006版））

（3）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

（4）《高耸结构设计规范》（GB50135-2006）

2. 结构模型

结构计算所采用的有限元程序为SAP2000，该程序有强大的分析和设计功能，内设有中国《钢结构设计规范》（GB 50017-2003），可直接验算钢构件的截面是否满足中国规范的要求。在结构有限元模型的建立过程中，塔柱与基础采用铰接，在塔柱顶部共设置8个（前后各4个）支点和上部桁架相连，这8个支点中，除最右端的2个支点全部铰接，其余6个支点均释放掉沿桁架跨度方向的自由度，使其能够在温度荷载下自由伸缩。桁架最右端与煤厂立柱的连接也采用铰接，但要释放掉沿跨度方向的自由度，避免支座处水平力对立柱的不利影响。塔架部分的主塔柱和桁架部分的上下弦杆、主次梁均采用空间梁单元，其余杆件则均采用两端释放转动约束的杆单元。杆件的截面形式如前面所述，结构空间三维有限元计算模型如图16（方案一）和图17（方案二）所示，结构有限元模型立面视图如图18（方案一）和图19（方案二）所示。

论大倾角皮带输煤栈桥设计

论大倾角皮带输煤栈桥设计

论大倾角皮带输煤栈桥设计

大倾角皮带输煤栈桥的设计需要考虑到以下几个方面：输送能力、输送倾角、设备选型和结构设计。

为了确保输送效率，设计中需要充分考虑到栈桥的输送能力。输送能力的大小决定了栈桥每小时能输送的煤炭量，因此需要根据实际情况确定栈桥的尺寸和规模。还需要确保栈桥的输送能力与煤炭生产能力相匹配，以避免产能浪费或煤炭供应不足的情况发生。

栈桥的输送倾角也是设计的一个重要参数。大倾角皮带输煤栈桥可以实现大于30度的输送倾角，这对于节省占地面积和提高输送效率非常有益。在设计中需要根据实际需求和场地条件确定输送倾角的大小，以确保输送的稳定性和安全性。还需要考虑到栈桥的倾角对皮带的磨损和寿命的影响，选择适当的材料和加强措施，以延长设备的使用寿命。

设备选型也是栈桥设计的关键之一。栈桥的输送设备主要包括皮带输送机、托辊支撑系统和驱动系统等。在选型过程中，需要根据输送能力、输送倾角和设备性能等因素综合考虑，选择适合的设备。还需要考虑设备的稳定性和可靠性，以及维护和维修的便利性，以提高设备的使用效率和减少故障发生的可能性。

栈桥的结构设计也是关键之一。栈桥的结构设计应具有足够的强度和稳定性，以承载输送过程中产生的压力和冲击力。在设计过程中需要考虑到栈桥的自重和输送物料的重量，合理确定结构材料和尺寸。还需要考虑到栈桥的抗风性能和抗震性能，以应对自然灾害和恶劣环境的影响。

大倾角皮带输煤栈桥的设计需要充分考虑输送能力、输送倾角、设备选型和结构设计等因素。合理的设计可以提高栈桥的使用效率和使用寿命，为煤炭行业的发展做出贡献。

论大倾角皮带输煤栈桥设计 2

论大倾角皮带输煤栈桥设计 2

论大倾角皮带输煤栈桥设计

大倾角皮带输煤栈桥是一种用于跨越障碍物或河流等地形的输煤装置，它能够将煤炭从一个地点通过皮带输送机运输到另一个地点，具有跨度大、坡度大、功率大等特点。本文将从结构设计、材料选用、安全性能和经济性等方面对大倾角皮带输煤栈桥进行论述。

大倾角皮带输煤栈桥的结构设计至关重要。它的结构需要能够承受大跨度、大坡度和大功率的要求。一般来说，大倾角皮带输煤栈桥主要由输送带和支撑结构两部分组成。支撑结构通常是用钢筋混凝土构造的，其强度和稳定性能决定了整个输煤栈桥的安全性和使用寿命。为了使输煤栈桥的结构更加稳固，还可以采用加固支撑梁和浇筑加厚的桥面等方式。

材料的选用也十分重要。由于大倾角皮带输煤栈桥的特殊工作环境，选材需要具备较高的耐磨性、抗腐蚀性和抗疲劳性能。一般来说，输送带的材料可以选择耐磨橡胶和耐磨钢丝绳，支撑结构可以选择高强度的钢筋混凝土和耐腐蚀的金属材料。还需要考虑材料的成本和易获得性，选择适合的材料以提高整体的效益和经济性。

大倾角皮带输煤栈桥的安全性能至关重要。输煤栈桥的使用场所通常是在露天煤矿等环境中，存在较大的风险和危险因素。在设计过程中需要考虑到消防安全、防护装置和紧急停机等方面的设计。在支撑结构上设置防火涂料和消防器材，在输送带上设置紧急停机开关和防护罩等。还需要定期检测和维护设备，确保其正常运行和安全使用。

大倾角皮带输煤栈桥的经济性也是设计过程中需要考虑的因素之一。在设计初期，应该充分考虑到材料成本、施工成本、运行成本和维护成本等因素。通过优化设计和选择合适的材料，可以降低设备的造价和使用成本，提高其经济效益。

大倾角皮带输煤栈桥的设计需要关注结构、材料、安全性和经济性等多个方面的考虑。只有在综合考虑了这些因素后，才能设计出安全可靠、经济高效的大倾角皮带输煤栈桥。