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时间:2018-10-08
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1、郑州热电厂筒仓钢锥壳仓顶设计:本文结合郑新三期工程圆形煤筒仓钢锥壳仓顶设计,对仓顶结构方案的选择,钢锥壳计算简图的确定等作了详细的阐述。对大型火力发电厂筒仓仓顶钢锥壳设计有重要的参考价值。 关键词:筒仓、仓顶结构型式、钢锥壳、计算模型、设计与施工 TM621 1.引言 圆形煤筒仓仓顶为皮带层,皮带层上部及两侧一般为钢结构轻型封闭。火力发电厂大直径煤筒仓仓顶均为钢筋混凝土锥壳结构,即仓壁自一定高度起至仓顶之间为一正放圆锥台外形的壳体结构。锥壳壁厚比筒壁处厚度大,相应地自重也很大,这不仅会导致基础桩数增多,基
2、础配筋增大,而且因头重的特点还会引起地震效应增大,使得筒壁配筋增大;另一方面,从施工来看,为浇筑钢筋混凝土锥壳顶盖,要借助筒壁强度,在筒仓内部从零米到筒顶搭设四十米高的满堂脚手架,搭设和拆除的施工难度都很大。同时锥壳可以拆模后,方能开始拆除脚手架,拆至仓内下部犁煤器伞形锥体以下,才有可能支模浇筑该锥体,整个施工周期很长。仓顶采用钢锥壳,锥壳外围封闭采用薄钢板,顶板采用压型钢板底模现浇板,自重大幅度减轻,还可以从零米开始采用顶升滑模法施工,避免搭设满堂脚手架,从而很好地解决钢筋混凝土锥壳施工带来的这些问题。 2.
3、工程概况 郑新三期2x200Mm,环梁的环向平面外弯矩均小于5KN•m,轴力小于60KN。 水平变形各点最大为X向1.49mm,满足设计规范要求。但模型B水平变位是模型A的30倍。 弯矩最大值为116.5KN•m。轴力最大值为654KN。模型B无论是平面外弯矩,轴力都远远大于模型A。 通过计算分析,可以得出由于有钢筋混凝土楼板的参与,对于环梁而言,无论是轴力、平面外弯矩还是平面外变形,都锐减。计算环梁时,只需计算强度及竖向变形即可。又因为钢筋混凝土楼板的组合作用,强度和变形相对单纯
4、钢梁有很大改善。 对于斜柱的影响,由于模型A的楼盖自重要大于模型B,模型A的斜柱轴力最大为610KN,模型B的斜柱轴力最大为460KN。由于斜柱为轴心轴力构件,模型A的斜柱断面选型相比模型B大的有限。 经过综合比较,最终选择了压型钢板底模现浇混凝土楼板方案。 4.2.2主体结构的计算分析 在恒活荷载作用下,环梁与斜柱交接处竖向变形最大为0.02mm。在地震效应作用下,顶层层间X,Z最大变形量为4mm,楼层X,Z方向变形相对均匀,层间位移角为1/1175。 这说明主体结构无论是竖向、水平及扭转刚度均很大,
5、能够很好的满足设计要求。 5.筒仓钢锥壳结构的经济性比较 郑新三期工程筒仓侧壁采用滑模施工,钢锥壳作为滑模架的一部分,梁、柱钢骨架预先在地面制作,并在仓壁零米混凝土浇注前吊装至筒壁滑模模板顶,跟随筒壁的滑模施工一直升至最终标高,省去了大部分构件的高空组装费用。四个筒的施工,做了两组滑模架。施工单位技术人员利用钢锥壳骨架,使得施工人员的上、下交通和物资的运输只靠一个简易起吊架即可。筒仓底部倒放锥壳及伞形锥体的施工,也是通过滑升过程中的钢锥壳骨架简单解决的混凝土浇筑问题。除了钢锥壳的就位,整个施工过程中没用大型起
6、重设备。 经施工单位仔细核算比较,每座筒仓钢锥壳用钢量65吨,较钢筋混凝土锥壳在材料方面多花费约28.4万;而施工费用上,每座筒仓省出38.6万。综合比较,每座筒仓要省10.2万,四个仓总共省下40.8万,有着良好的经济效益。 6.筒仓钢锥壳结构的施工工期 钢筋混凝土锥壳结构形式采用满打脚手架施工,竖壁每天能浇筑混凝土高度0.7米,斜壁每天能浇筑混凝土高度0.4米,主体完成需花65天。钢筋混凝土锥壳结构形式如果采用滑模施工,滑模架的制作及组装需要7天,可在基础施工时完成,筒壁施工时每一天能往上滑3米,12天
7、可完成筒壁主体。主体完工后开始搭设满堂脚手架以及钢筋混凝土顶部锥壳的支模、浇注和养护、拆模、拆除脚手架,然后才能开展底部倒放锥壳及伞形锥体的施工。钢锥壳结构形式的筒体采用滑模施工,同样12天便可完成筒壁主体,即可展开顶板压型钢板底模铺设和现浇楼面的施工,还可同时施工内部倒放锥壳及伞形锥体,比前方案均提前2个月。顶层平台为钢锥壳时,施工压型钢板底模现浇混凝土楼板的同时,还可展开皮带层轻型封闭的钢结构施工,这一层施工也比前方案工期至少少一个星期。 本期4个筒仓采用钢锥壳结构方案及滑模顶升工艺施工,总体施工周期和前期
8、筒仓相比,施工周期要少花上4个月。 7.结语 通过对郑新三期筒仓的细致计算及研究,筒仓设计上采用钢锥壳仓顶,施工采用顶升滑模法,无论从结构安全角度上,还是投资经济性,施工周期上而言都能够达到满意的效果。 注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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