燃煤電廠儲(chǔ)煤棚設(shè)計(jì)要點(diǎn)

燃煤電廠儲(chǔ)煤棚設(shè)計(jì)要點(diǎn)通過對(duì)燃煤電廠儲(chǔ)煤棚空間、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件選型、受力體系構(gòu)成等進(jìn)行綜合的分析，總結(jié)了在燃煤電廠儲(chǔ)煤棚建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意以及需要改進(jìn)的地方，讓儲(chǔ)煤棚在符合輸煤工藝流程需要的前提下，滿足平面及空間布置合理，結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全可靠、適用耐久的要求。標(biāo)簽：燃煤電廠儲(chǔ)煤棚；結(jié)構(gòu)體系；結(jié)構(gòu)構(gòu)造前言：在國(guó)內(nèi)的燃煤發(fā)電廠中，尤其是小機(jī)組的燃煤發(fā)電廠，儲(chǔ)煤棚是燃料系統(tǒng)中最常見的輔助生產(chǎn)構(gòu)筑物之一，其結(jié)構(gòu)形式多樣，有鋼筋混凝土現(xiàn)澆排架結(jié)構(gòu)的，也有鋼筋混凝土預(yù)制排架結(jié)構(gòu)的，但采用比較多的還是鋼筋混凝土現(xiàn)澆排架結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土現(xiàn)澆排架結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)煤棚以其可以采用較大的跨度、采用的輕型屋面自重輕、用鋼量少、施工工藝簡(jiǎn)單可靠、可以采用工廠標(biāo)準(zhǔn)化施工、施工經(jīng)驗(yàn)成熟等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)在儲(chǔ)煤棚常常采用的結(jié)構(gòu)形式。由于儲(chǔ)煤量的原因，儲(chǔ)煤棚在平面布置上往往占用很大的區(qū)間，整個(gè)儲(chǔ)煤棚長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米的情況也很常見，并且儲(chǔ)煤棚內(nèi)部經(jīng)常布置有橋式抓斗吊車，工作運(yùn)行頻繁，工作制很高，這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)工作中全面考慮布置、結(jié)構(gòu)形式，合理設(shè)計(jì)，使儲(chǔ)煤棚滿足平面及空間布置合理，結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全可靠、適用耐久的要求。設(shè)計(jì)中常常按照如下所述步驟進(jìn)行，并考慮相關(guān)的要點(diǎn)、要求。1.儲(chǔ)煤棚的整體布置及結(jié)構(gòu)選型平面布置：整個(gè)運(yùn)煤系統(tǒng)平面布置區(qū)間很大，而擔(dān)負(fù)儲(chǔ)煤功能的儲(chǔ)煤棚是整個(gè)系統(tǒng)的起點(diǎn)，在整個(gè)燃料供應(yīng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，往往整個(gè)儲(chǔ)煤棚長(zhǎng)達(dá)上百米甚至數(shù)百米，因此結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)該充分考慮由于溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力的影響，在條件允許的情況下，設(shè)置溫度伸縮縫是最好的選擇，一般伸縮縫的最大間距不宜大于55m。另外柱距確定時(shí)盡量選取標(biāo)準(zhǔn)柱距，比如6m、7.5m、9m等，以利于建設(shè)項(xiàng)目的成品采購及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工廠化加工制作，節(jié)約成本和工期。在跨度方向，可根據(jù)工藝要求，設(shè)置單跨或多跨布置，一般有24m、30m、36m等跨度，并且與標(biāo)準(zhǔn)的輕型屋面鋼屋架配合使用，跨度最大可布置到36m。結(jié)構(gòu)選型：結(jié)構(gòu)體系的選擇很重要，關(guān)系到儲(chǔ)煤棚的安全和經(jīng)濟(jì)，目前常用的結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆排架結(jié)構(gòu)，縱向采用柱間支撐或縱向框架梁，配合輕型三角形或梯形鋼屋架屋面或現(xiàn)澆排架結(jié)構(gòu)配合輕型梯形鋼屋架屋面，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)自重輕、施工速度快、施工技術(shù)成熟、施工質(zhì)量有保證。2.儲(chǔ)煤棚的排架柱設(shè)計(jì)排架柱是儲(chǔ)煤棚的主要受力構(gòu)件，主要承受來自屋面的恒、活、風(fēng)荷載及橋式抓斗吊車傳來的吊車荷載，若干煤棚墻體為封閉的，還應(yīng)考慮墻面風(fēng)荷載的影響。參考《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè)》（第四版）相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)澆鋼筋混凝土排架柱截面的尺寸往往根據(jù)橋式吊車的額定荷載、運(yùn)行機(jī)制和吊車梁頂及吊車梁底高度的不同進(jìn)行確定。比如當(dāng)?shù)踯嚨念~定荷載為10T，基礎(chǔ)頂至吊車梁頂高度Ht為14m,基礎(chǔ)頂至吊車梁底高度Hl為13.2m時(shí)，則現(xiàn)澆排架柱截面高度不宜小于Ht/14,即不宜小于1m,排架柱截面寬度不宜小于H1/25,即不宜小于0.55m。現(xiàn)澆排架柱在吊車梁頂標(biāo)高處的水平位移可按如下指標(biāo)控制：排架柱的橫向位移一般不超過Ht/1250，排架柱的縱向位移一般不超過Ht/4000。鋼屋架選型鋼屋架常選用標(biāo)準(zhǔn)的輕型屋面梯形鋼屋架或三角形屋架。輕型屋面材料常選用壓型鋼板、夾芯板、發(fā)泡水泥復(fù)合大型屋面板等,分為有檁體系和無檁體系兩種。根據(jù)屋面的永久荷載和可變荷載的大小進(jìn)行屋架的選型。由于輕型屋面永久荷載一般較小,屋面選型時(shí)常常由可變荷載控制。根據(jù)屋面風(fēng)吸力的影響進(jìn)行選型核算。當(dāng)儲(chǔ)煤棚墻面敞開或墻面局部封閉時(shí),風(fēng)荷載都會(huì)較大,應(yīng)核算在屋面永久荷載和風(fēng)吸力共同作用下,各桿件尤其是下弦桿是否受壓,是否滿足長(zhǎng)細(xì)比及強(qiáng)度的相關(guān)要求。下弦系桿對(duì)屋架選型的影響。由于輕型屋面永久荷載大都很小,屋架的截面大小常常被風(fēng)吸力所控制,因此在風(fēng)吸力作用下,下弦系桿布置的多少也會(huì)影響屋架的選型。如果屋架下弦系桿布置較多,就有利于在風(fēng)吸力作用下屋架下弦的穩(wěn)定性,可以減小屋架下弦的截面,起到減少用鋼量,節(jié)約成本的目的。排架柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)排架柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員常常比較關(guān)注承載力是否滿足要求,而容易忽視基礎(chǔ)沉降的核算,尤其是基礎(chǔ)內(nèi)、外邊沉降差的核算。由于儲(chǔ)煤棚內(nèi)的大面積、大體積儲(chǔ)煤,存在大面積堆載情況（堆煤高度常常達(dá)到6-8m）,會(huì)在干煤棚基礎(chǔ)內(nèi)、外邊形成沉降差，如果沉降差控制不好，就會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)內(nèi)、外邊沉降差異過大，引起橋式抓斗吊車的卡軌問題，及變形造成吊車輪與其運(yùn)行時(shí)的軌道之間出現(xiàn)變形，給正常運(yùn)行和維修帶來很大的不便?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）規(guī)定，橋式吊車軌道面的傾斜，縱向不大于0.004，橫向不大于0.003。儲(chǔ)煤棚內(nèi)部存在大量堆煤，為滿足儲(chǔ)煤的要求和廠區(qū)環(huán)境的美化，常常要在儲(chǔ)煤棚的周邊設(shè)置擋煤墻，確定排架柱基礎(chǔ)埋深時(shí)，應(yīng)充分考慮排架基礎(chǔ)與擋墻基礎(chǔ)的設(shè)置關(guān)系。若擋墻基礎(chǔ)埋設(shè)在排架柱基礎(chǔ)之上時(shí)，應(yīng)考慮擋墻基礎(chǔ)底荷載對(duì)排架柱基礎(chǔ)承載力及沉降的影響。若擋煤墻基礎(chǔ)與排架柱基礎(chǔ)整體布置，則應(yīng)考慮兩者的協(xié)同受力問題。根據(jù)運(yùn)煤系統(tǒng)的工藝流程，排架柱基礎(chǔ)間常常會(huì)有地下輸煤廊道穿過，且深度一般會(huì)超過儲(chǔ)煤棚基礎(chǔ)的埋置深度，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮地下輸煤廊道的實(shí)際情況，保證互不影響。實(shí)際工程中經(jīng)常出現(xiàn)儲(chǔ)煤棚基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)地下輸煤廊道情況考慮不足，導(dǎo)致儲(chǔ)煤棚基礎(chǔ)施工完畢后，地下輸煤廊道無法施工的情況。儲(chǔ)煤棚的構(gòu)造措施5.1建筑方面5.1.1儲(chǔ)煤棚屋面受力構(gòu)件一般采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)有自重輕、便于工廠加工、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是它對(duì)火災(zāi)比較敏感，耐高溫能力差，一旦遇到火災(zāi)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)失去強(qiáng)度從而導(dǎo)致整個(gè)屋面結(jié)構(gòu)的破壞，危害很大。因此儲(chǔ)煤棚內(nèi)部的外露承重鋼屋架構(gòu)件應(yīng)采用可靠的防火措施，比如在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防火涂料等，其耐火時(shí)限不應(yīng)小于1.5小時(shí)。若墻體采用封閉式時(shí)，常采用單層壓型鋼板或復(fù)合彩鋼板，這樣既美觀加工制作又簡(jiǎn)單便捷。彩板墻面宜設(shè)置通長(zhǎng)的窗戶，窗高可采用1m或1.2m，若儲(chǔ)煤棚較高時(shí)可設(shè)置兩道通長(zhǎng)窗。若墻體采用開敞式時(shí)，應(yīng)在排架柱外側(cè)等高度設(shè)置幾道擋雨棚，防止雨水進(jìn)入儲(chǔ)煤棚內(nèi)。兩端山墻敞開時(shí)，最好設(shè)置與跨度等長(zhǎng)的坡道，利于推煤機(jī)的進(jìn)出；兩端山墻封閉時(shí)，門洞的留設(shè)應(yīng)充分考慮推煤機(jī)的進(jìn)出方便。?？紤]堆煤及推煤機(jī)的通行，干煤棚地面應(yīng)設(shè)置配有鋼筋的混凝土地面，一般取200mm左右的厚度。5.2結(jié)構(gòu)方面4.2.1儲(chǔ)煤棚的擋煤墻一般跟排架柱脫開，擋墻與柱邊留設(shè)50mm的縫隙。這樣排架柱和擋墻各自承擔(dān)荷載，受力明確。若擋墻與排架柱整體澆筑，則排架柱便成為擋墻的支點(diǎn)，須承擔(dān)堆煤傳來的側(cè)向荷載，對(duì)排架柱的受力及變形都不利，一般不建議采用此種形式。若儲(chǔ)煤棚跨度較大時(shí)，屋架變形會(huì)對(duì)排架柱頂產(chǎn)生附加的荷載，因此應(yīng)在構(gòu)造上適當(dāng)增加排架柱的剛度。輕型屋面及壓型鋼板墻面設(shè)計(jì)時(shí)，若儲(chǔ)煤棚位于風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值較大地區(qū)，屋面檁條或墻梁截面的大小往往受整體穩(wěn)定應(yīng)力的控制，采用單根拉條只能限制檁條或墻梁某一側(cè)翼緣的變形，會(huì)導(dǎo)致檁條或墻梁的截面較大，不經(jīng)濟(jì)。若能設(shè)置雙拉條，同時(shí)限制檁條或墻梁的上、下翼緣的變形，會(huì)大大降低檁條或墻梁的截面，經(jīng)濟(jì)可行。6.結(jié)論通過以上對(duì)儲(chǔ)煤棚的選型、受力、構(gòu)造等的分析可知，儲(chǔ)煤棚采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)配合標(biāo)準(zhǔn)的輕型屋面梯形或者三角形鋼屋架屋面結(jié)構(gòu)，只要在排架設(shè)計(jì)、鋼屋架選型及構(gòu)造措施上設(shè)計(jì)得當(dāng)，便可采用工廠化加工結(jié)構(gòu)構(gòu)