火力發電廠中輸煤棧橋的結構選型及其優缺點分析

王 芳 茹

(上海外服(陜西)人力資源服務有限公司，陜西 西安 710075)

在火力發電廠中，輸煤系統在發電廠中起著非常重要的作用。輸煤棧橋是輸煤系統的運送燃料的地上建筑物，若輸煤皮帶位于地面以下，則做成地下隧道來實現燃料的運輸。輸煤棧橋平面呈細長型，立面通常為傾斜形式。

輸煤棧橋常用的結構形式有：鋼筋混凝土結構、鋼結構、磚混結構。由于磚混結構的輸煤棧橋高度及跨度的限制，抗震性能不好，火力發電廠已經很少采用這種結構形式。鋼筋混凝土結構、鋼結構這兩種結構形式的棧橋可以做成封閉式和敞開式。要求采暖的地區，對防雨，防潮有嚴格要求的棧橋，一般采用封閉式棧橋，否則可以采用敞開式棧橋。

下面就以某工程輸煤系統中輸煤棧橋為例來說明輸煤棧橋的各種結構的優缺點。

某火力發電廠工程輸煤棧橋采用了兩種結構的棧橋：鋼筋混凝土棧橋，鋼結構棧橋。由于本工程位于北方地區，棧橋需要采取保溫措施，所以棧橋采用封閉式棧橋。

輸煤系統中的碎煤機室之前的輸煤棧橋最高點20 m左右，選用了混凝土棧橋，碎煤機室到主廠房的棧橋高度最高點45 m左右，選用了鋼結構棧橋。

1 鋼筋混凝土棧橋結構優缺點

本工程的鋼筋混凝土棧橋，棧橋支柱采用混凝土柱，柱距采用12 m，棧橋的樓面和屋面的梁及板均采用混凝土結構，側面圍護采用壓型鋼板封閉。柱斷面采用600×600,縱向混凝土梁采用400×900。

鋼筋混凝土棧橋的優點：鋼筋混凝土棧橋整體性好，可模性好，耐久性和耐火性優于鋼結構，密封性好，有利于水沖洗和設備維護。保溫性能較好，適合北方寒冷地區。混凝土棧橋的工程造價及維護費用較低。鋼筋混凝土棧橋的缺點:棧橋高度大于24 m時不便于支模板，混凝土柱距比較小，構件容易出現裂縫，結構自重比較大，室外施工受天氣和季節的限制，施工周期比較長。混凝土棧橋的梁柱斷面比較大，立面效果不是很理想。側面圍護結構的固定需要在混凝土構件上預埋埋件，棧橋內的電纜橋架及供水噴灑水系統的固定也需要在混凝土構件上預埋埋件，埋件數量較多，給施工帶來很大麻煩。

2 鋼結構棧橋的優缺點

鋼結構棧橋包括：鋼桁架輸煤棧橋，管桁架輸煤棧橋，網架結構的輸煤棧橋。

2.1 鋼桁架輸煤棧橋

本工程從碎煤機到主廠房之間的棧橋選用了鋼桁架輸煤棧橋。最初本段棧橋業主要求采用混凝土棧橋。本段混凝土棧橋柱子高度在40 m左右，做了初步計算后，混凝土棧橋的柱子斷面高度需要2 m多，由于棧橋柱子間距小，柱子斷面大，棧橋底下原來布置的渣倉需要移出棧橋寬度范圍外，而且棧橋底下原有的管網很難布置。給廠區整體布置帶來很大麻煩。混凝土柱子斷面大，既不美觀，也不實用，混凝土棧橋的方案不是很合理，最終方案改為鋼桁架棧橋。鋼桁架棧橋采用25 m左右的柱距。縱向鋼桁架主要由腹桿和上下弦構成。其中上下弦為連續桿，腹桿通過節點板與上下弦進行連接。在上下弦的鋼桁架節點位置設置水平支撐和橫梁形成水平方向上的桁架。為了確保結構整體的穩定性，在其兩端設置門形鋼架，稱為端門架。門形鋼架及支撐的設置，讓棧橋兩側兩榀單獨的桁架形成整體，使結構變得更加合理和可靠。

桁架的高度一般取值為：桁架高度可取為1/10L，同時還要滿足工藝專業提出的棧橋的凈高要求，工藝專業要求此段棧橋的凈高不小于3 m，因此，本工程上主廠房的棧橋的高度軸線距離取值為3.4 m。棧橋寬度工藝專業要求凈寬為7.8 m，在做設計時預留出桁架自身的寬度及其擋水沿的寬度，棧橋一側加300，棧橋寬度的軸線距離取為8.4 m。桁架節間以斜腹桿傾角為30°～60°比較合適，節間劃分時節間數量為偶數。棧橋支柱采用鋼管柱，單柱采用直徑為500的鋼管，橫向設置柱間支撐，比較高的棧橋柱采用直徑為400的鋼管雙肢柱，相比混凝土支柱，大大減小了柱斷面尺寸。本工程桁架的上下弦，采用雙角鋼組合截面。在設計中當雙角鋼不能滿足設計要求時，可以采用寬翼緣H型鋼，寬翼緣H型鋼更利于大跨度的設計及其頂部的找坡節點設計，H型鋼X，Y向慣性矩更優于組合截面，又減少了焊接的施工組合。

鋼桁架輸煤棧橋的優點就是單段可以采取較大的跨度，可以提高棧橋下面空間利用率。棧橋下面地下管網和道路及建(構)筑物布置更加靈活。鋼結構棧橋的自重比較輕，外形輕巧。棧橋內的工藝的管線可以在桁架的腹桿上直接焊接。但由于存在節點板，外觀不美觀，受力點集中，一旦控制不嚴格，容易發生質量事故。

2.2 管桁架輸煤棧橋

鋼管桁架結構是采用鋼管空心球桁架。封閉式鋼管桁架棧橋是由一個受力桁架和上下弦風撐桁架組成的空間桁架體系，空間桁架內部無交叉支撐，為了避免上下弦風撐桁架在風荷載下產生錯動，棧橋桁架的端部設置封閉鋼架。鋼管桁架結構其特點是從設計到制作安裝，相對比較簡單，用鋼量比較省，鋼管桁架由于自身的特點，刷漆比較方便，后期的圍護也比較容易。

2.3 網架結構

網架是由多根桿件按照一定的網格形式通過節點連接而成的空間結構。在節點荷載作用下，網架的桿件主要承受軸向力，能夠充分發揮材料的強度，自重輕，能夠節省材料。網架結構各個桿件互相起支撐作用，故其整體性強，穩定性好，空間剛度大，抗震性能好，支承跨度更大，用料更省。缺點是匯交于節點上的桿件數量較多，制作安裝較平面結構復雜。

3 結語

綜合分析，鋼筋混凝土結構的棧橋和鋼結構棧橋都有自己的優勢，可根據需要選擇合適的結構形式。