超高鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)運站的設(shè)計與計算

摘 要：轉(zhuǎn)運站中，有很多設(shè)備會引起振動。若鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)運站產(chǎn)生共振，會嚴重影響整個結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運站內(nèi)設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性和使用性，這些影響都是由共振引起的較大振動應(yīng)力而引起的。這種高式的轉(zhuǎn)運站更容易受到眾多設(shè)備的影響而產(chǎn)生共振，所以必須對轉(zhuǎn)運站進行模態(tài)分析，來預(yù)防其產(chǎn)生共振。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)運站；輸送機；鋼結(jié)構(gòu)；有限元分析；ANSYS

轉(zhuǎn)運站是礦山、冶金行業(yè)中常見的構(gòu)筑物，是設(shè)在兩臺高架固定式帶式輸送機之間的中轉(zhuǎn)站，在工業(yè)運輸系統(tǒng)中起著重要的樞紐作用。轉(zhuǎn)運站多為敞開式框架結(jié)構(gòu)，高寬比較大，除設(shè)備層外其余各層通常不設(shè)置樓板，屬典型高聳柔性結(jié)構(gòu)；而且皮帶張力和動力設(shè)備擾動力作為引發(fā)轉(zhuǎn)運站結(jié)構(gòu)振動的主要激振源，均作用于結(jié)構(gòu)頂部。因此，無論是結(jié)構(gòu)形式還是受力性質(zhì)，帶有帶式輸送機的轉(zhuǎn)運站結(jié)構(gòu)都要比一般結(jié)構(gòu)不利得多。

本課題來源于阿曼工業(yè)區(qū)的球團廠工程項目。CT-3113-02轉(zhuǎn)運站鋼結(jié)構(gòu)全部由型鋼和鋼板焊接或栓接而成。轉(zhuǎn)運站13.5米，寬8.2米，高47.3米，總共分成10層，屬于高式轉(zhuǎn)運站。其中在海拔標高38.6米平面（8層）布置有TR.3123.03、TR.3113.03膠帶機，在海拔標高47.3米平面（9層）布置有TR.3123.02、TR.3113.02膠帶機。該轉(zhuǎn)運站是目前文獻中所見到的世界最高的轉(zhuǎn)運站，無論是靜力分析還是動力振動分析，都有其一定的特殊性。

轉(zhuǎn)運站中，有很多設(shè)備會引起振動。若鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)運站產(chǎn)生共振，會嚴重影響整個結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運站內(nèi)設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性和使用性，這些影響都是由共振引起的較大振動應(yīng)力而引起的。這種高式的轉(zhuǎn)運站更容易受到眾多設(shè)備的影響而產(chǎn)生共振，所以必須對CT-3113-02轉(zhuǎn)運站進行模態(tài)分析，來預(yù)防其產(chǎn)生共振。

4 振動結(jié)果分析

經(jīng)過比較轉(zhuǎn)運站的固有頻率和滾筒、托輥的轉(zhuǎn)動頻率，可以看出，滾筒的轉(zhuǎn)動頻率遠遠小于轉(zhuǎn)運站的固有頻率，幾乎不會引起共振。

而托輥的轉(zhuǎn)動頻率有些接近轉(zhuǎn)運站的固有頻率，有可能會引起共振。但是在轉(zhuǎn)運站內(nèi)，托輥的數(shù)量極少，且質(zhì)量所占比重也不大，這樣就大大降低了托輥轉(zhuǎn)動引起轉(zhuǎn)運站共振的可能。若出現(xiàn)共振，需根據(jù)現(xiàn)場情況進行結(jié)構(gòu)方面的局部調(diào)整，以消除共振或降低振幅。

5 結(jié)束語

本章主要進行了以下幾項工作：

5.1 對CT-3113-02轉(zhuǎn)運站進行五階的模態(tài)分析，得出其固有頻率。一階2.59Hz，二階3.32Hz，三階4.93Hz，四階6.36Hz，五階7.68Hz。

5.2 根據(jù)TR.3123.02、TR.3113.02、TR.3123.03和TR.3113.03這四條帶式輸送機的基本參數(shù)，包括滾筒和托輥的直徑參數(shù)，計算得出他們的轉(zhuǎn)動頻率。分別是0.32Hz，0.4Hz和2Hz。

5.3 根據(jù)比較分析，滾筒幾乎不會引起共振。托輥有可能引起共振，如果現(xiàn)場發(fā)生共振，需對結(jié)構(gòu)進行局部調(diào)整。

參考文獻

[1]閆春生，薛建陽，王林科.轉(zhuǎn)運站結(jié)構(gòu)的動力分析與振動控制[J].工程建設(shè).2009，41（1），6～9.

[2]劉捷，陳紹元.某高爐轉(zhuǎn)運站動力測試及檢測分析[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2009，（3），10～12.

[3]付征耀，羅福盛.膠帶機通廊系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].鋼鐵技術(shù).2008，（1），37～42.