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輸煤棧橋(又稱通廊)屬于工業(yè)構筑物,在電力、鋼鐵、煤炭、建材等各大工業(yè)企業(yè)中大量使用。廊身與支架、轉運站共同組成的運輸系統(tǒng),是企業(yè)生產活動中的重要組成部分。受生產工藝、場地條件等因素限制,廊身通常為大跨度結構,且支承于高聳支架和轉運站之上。布置各種工藝設備,荷載工況較為復雜。圖1輸煤棧橋

輸煤棧橋的動荷載主要包括膠帶機、減速機、電動機和單軌吊等動力設備的振動荷載。通常振動荷載大小受到轉速、物料重量、制動張力的影響;另外,啟停機時的沖擊荷載也影響較大。由于鋼結構輸煤棧橋通常為大跨度結構,質量輕,剛度小,對動力荷載非常敏感。在動力荷載作用下容易發(fā)生振動故障,影響舒適度和設備儀器的正常使用,嚴重時還會對結構安全造成影響。因此,需對振動荷載進行詳細的檢測與評估。一、動力響應測試與安全性評估根據現行國家標準《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》GB50144-2019的要求,振動對上部承重結構影響的鑒定,首先應進行現場調查檢測:1.調查振動對上部承重結構的影響范圍;2.檢查振動對人員正?;顒?、設備儀器正常工作以及結構和裝飾層的影響情況;3.需要時進行振動源的動力特性、結構振動響應和結構動力特性測試。因此,考慮振動荷載對輸煤棧橋安全性的影響,應首先進行動力響應測試,包括進行振動源的動力特性、結構振動響應和結構動力特性測試。圖2動力響應測試結果通過動力響應測試我們可以得到輸煤棧橋的自振頻率、加速度、速度和振幅等指標,判斷是否發(fā)生共振。以及啟停機過程的動力響應,上料過程對振動的影響,橫向和縱向振動的情況對比,頭部(尾部)和跨中振動情況的對比。并依據《建筑工程容許振動標準》(GB50868-2013)、《機器動荷載作用下建筑物承重結構的振動計算和隔振設計規(guī)程》YSJ009-1990(該標準已作廢,但可參考其技術方法)和《人體全身振動暴露的舒適性降低界限和評價準則》GB/T13442-1992(該標準已作廢,但可參考其技術方法)判斷振動對結構使用性和人體舒適性的影響。表1影響結構使用性振動速度安全限值豎向振動和水平振動造成舒適度人體功效降低的頻率區(qū)域如下:除使用性和人體舒適度外,我們最想知道的還是振動對輸煤棧橋結構安全性的影響。根據中國工程建設標準化協會標準《工業(yè)建筑振動檢測與評價技術規(guī)程》T/CECS1124-2022,振動對結構安全性的影響在速度方面給出了一定的參考。表2

振動對工業(yè)建筑影響的安全性等級評定表3結構振動安全速度限值但是該方法仍然為間接方法來判斷振動對結構安全性的影響,不能量化振動對安全性影響的程度?,F行國家標準《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》GB50144-2019提供了直接考慮振動的安全性評估方法,即進行振動對上部承重結構的安全性等級評定時,應按國家現行有關標準的規(guī)定,確定由于振動產生的動力荷載進行結構分析和驗算,根據檢測和驗算分析結果按GB50144第3.3.1條的規(guī)定評定等級。二、基于《標準》推薦值的動力系數方法《工業(yè)通廊結構檢測鑒定標準》T/CECS933-2021附錄D,給出了冶金、電力、煤炭、建材和化工石化等行業(yè)的通廊荷載值,其中電力行業(yè)輸煤棧橋的動力系數參考值如下:表4火力發(fā)電廠運煤工業(yè)通廊膠帶機各部位荷載動力系數《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》GB50144-2019規(guī)定:當結構產生共振現象,結構振動幅值較大或疲勞強度不足、影響結構安全時,應進行安全性等級評定。因此,在輸煤棧橋檢測鑒定時,如存在異常振動時,結構分析與驗算可結合該表中的動力系數推薦值考慮振動荷載對輸煤棧橋安全性的影響。三、基于實測的動力系數方法考慮不同輸煤棧橋結構的跨度、剛度、膠帶機物料荷載、皮帶張緊程度以及電機轉速等指標差異性較大,為準確評估振動荷載對輸煤棧橋結構安全性的影響,可通過實測結構動力響應,確定由于振動產生的動力荷載和動力系數進行結構分析和驗算。采用電阻應變片測量輸煤棧橋結構桁架關鍵桿件在不同工況下的振動應力,與輸煤棧橋靜力計算下(考慮與測試時相同的荷載工況)的相同桿件應力值進行比較,可得振動(應力)動力系數。并實測上弦桿或下弦桿在不同工況下的動撓度值,與輸煤棧橋靜力計算(考慮與測試時相同的荷載工況)下的相同桿件的撓度值進行比較,可得振動(撓度)動力系數。考慮振動對通廊結構的安全性影響,進行結構分析驗算時,物料荷載可分別取應力動力系數β(σ)和撓度應力系數β(μ)驗算應力和撓度的情況。振動對通廊結構的安全性影響還應結合整體受力情況綜合評估,并應計算振動造成的應力占總應力的百分百(動撓度占總撓度的百分比)。從而對所有的桿件進行應力調幅,得到考慮振動的輸煤棧橋結構的實際應力情況。四、結語鋼結構輸煤棧橋本身由于經常用水沖洗,環(huán)境潮濕且具有腐蝕性,結構腐蝕損傷的情況尤為突出,現場調研經常發(fā)現桁架帶損傷工作。因輸煤棧橋通??玷F路線、公路線、

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