某高炉上料主皮带通廊钢结构设计

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1、某高炉上料主皮带通廊钢结构设计　　(中冶东方工程技术有限公司，内蒙古包头014010) 　　摘要：文章论述了在复杂地形上安装上料主皮带通廊的设计，最大跨度达到70m；对几种结构形式进行分析比较后，该通廊结构采用了简支桁架的形式；两跨度分别为61m和70m的桁架为倒鱼腹式；通廊支架采用人字形，支架柱为钢管截面。 　　关键词：通廊桁架；倒鱼腹形；人字形支架；钢管柱 　　中图分类号：TF321.3文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)08—0221—02 1工程概况 　　该上料主皮带通廊是从称量室将高炉所需

2、的混合料运往高炉炉顶的一条通廊，内装1.98m宽皮带机一条。由于检修及走道的要求，通廊宽度设为5.4m宽；爬升高度从9～56m，高差约47m，总长约325m。该通廊贯穿厂区，其所经之处地形复杂，跨越了建筑物、管道、铁路、公路及诸多地下管网等，因此通廊的最大跨度达到了70m。该通廊结构形式为简支钢桁架，通廊内地面铺设钢筋混凝土预制板，围护结构为外设钢檩条，夹芯压型钢板屋面及墙面，通廊立面图见图1。 　　740)this.width=740"border=undefined> 2结构选型 　　由于通廊跨度最大已达到70m，再结合

3、场地及施工的具体情况，采用钢桁架是比较合适的。在设计方案阶段，共考虑了三种形式的钢桁架，经过分析比较，最后决定选用简支桁架，其原因如下： 2.1预应力钢桁架 　　目前国内所作的预应力桁架是采用在主桁架下支预应力拉筋的方法，整体形式为鱼腹形；一般预应力钢桁架的高跨比为1／6～1／8左右，若采用此种形式，则主桁架连同下面的预应力拉筋的高度大约为10～20m，这将影响通廊下面的净空，使火车无法通过，故不予采用。 　　740)this.width=740"border=undefined> 2.2斜拉式桁架 　　

4、斜拉式桁架通廊是由斜缆、塔柱和主梁三大部分组成。利用塔柱伸出的高强度钢缆作为主梁的弹性支座来代替中间支墩，以降低主梁的截面弯矩，此种方式能够减轻结构的自重，增强跨越能力，并使结构具有良好的刚度和抗风稳定性。但塔柱要高出通廊，一般高出部分是通廊跨度的1／4～1／5，70m跨度的通廊，塔柱要高出通廊约15～19m；若钢缆拉到桁架上弦，则塔柱要高出通廊底面约18～22m，因通廊底面最高处已达36m，此时塔柱高达54～58m，增加了施工的难度，因此斜拉式桁架通廊也不予采用。 　　740)this.width=740"border=und

5、efined> 2.3简支桁架 　　如结构形式采用简支桁架，因该通廊的最大水平投影跨度为70m，一般简支平行弦桁架的高跨比为1/10左右，则桁架高度需要7m。若受压腹杆长度按7m布置，长细比为λ＝150，则回转半径 　　740)this.width=740"border=undefined>50cm，每米重量为59.4kg。可以看出，采用平行弦桁架则杆件计算长度过长，使杆件截面过大，故拟选用倒鱼腹式桁架。因为通廊荷载主要作用在通廊地面，通过地面梁传到桁架竖杆节点上；如结构形式采用正鱼腹式桁架，地面梁与桁架竖杆相连，且影响下面

6、的净空，使火车无法通过。采用倒鱼腹式桁架，荷载直接传到桁架下弦节点上，使整个桁架受力合理，且减小了受压腹杆的计算长度，减小了杆件的截面，节约钢材。 　　740)this.width=740"border=undefined> 3桁架计算 　　对通廊桁架的作用荷载按荷载规范的相应规定对永久荷载、可变荷载及风荷载分别取值。其中，永久荷载包括结构自重、楼板自重、保温及抹面自重、屋面及墙面自重、皮带机自重及料重；可变荷载包括检修荷载、屋面灰及雪荷载。基本风压为:0.50kN/m2。 　　740)this.width=740"bor

7、der=undefined> 　　桁架4、6上弦最大内力为压力3152kN，故桁架4、6弦杆不再采用组合角钢而采用焊接工字钢，此时可通过增高杆件腹板高度来增大杆件截面面积及调整应力。通过不断调整试算，最后确定弦杆截面为，的组合工字形截面。截面形式的结构效应要低得多；又考虑到减少积灰，外形整齐美观，以及制作吊装的能力，故对支架柱采用钢管截面。支架形式如图6-a所示人字形，与门形支架相比有以下特点： 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　此种支架承受横向荷载后，受力简单明确，对两柱肢

8、分别为一拉、一压；对固定支架7的三肢柱，第三肢可直接承受纵向水平力。而门形支架为刚架结构，两柱肢承受横向荷载后为压弯构件，受力比较复杂。 4结束语 　　该通廊已建成并运行多年，使用状况良好，走在通廊内部并无不适感觉，且外观轻巧、新颖；该通廊实际用钢量为12