某高爐系統礦槽的結構設計

吳 磊

(上海梅山工業民用工程設計研究院有限公司，江蘇 南京 210039)

1 工程概況

高爐礦槽作為高爐煉鐵系統的原料貯料倉，主要是將槽前轉運站運送過來的一些礦石和焦炭，經過分類篩選，把符合要求的物料輸送進高爐，把不符合要求的物料輸送到燒結。在整個工藝流程中，起著至關重要的作用。

某高爐礦槽平面軸線尺寸為13 m×56.5 m，橫向中間設變形縫，主要結構形式為帶筒倉的鋼筋混凝土框架結構。共14個鋼筋混凝土筒倉，其中包括焦炭礦倉、球團礦倉、塊礦倉、雜礦倉及燒結礦倉。端部為樓梯跨。其中7.300 m層為出料膠帶機層，12.800 m為振動篩層，27.400 m層為倉頂供料層。倉上建筑為鋼排架結構。高爐礦槽立面圖見圖1。

2 結構形式布置及計算要點

根據規范規定，礦槽的設計使用年限為50年。結構安全等級為二級，抗震設防類別為丙類，抗震等級為一級，筒倉的地基基礎設計等級為乙級。

2.1 基礎

按正常使用極限狀態設計筒倉基礎時，應取標準組合，其傾斜率不應大于0.004，平均沉降量不宜大于200 mm，同時尚應滿足工藝專業要求。由于荷載較大，且對沉降要求較高，結合選址處地勘情況，本工程采用樁基礎，樁采用φ700的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁端持力層選用中風化～微風化石灰巖。

2.2 上部框架結構

整體計算采用中國建筑科學研究院PKPM系列軟件。

計算筒倉水平地震作用及其自振周期時，取貯料總重80%作為貯料有效質量的代表值，重心取其總重的中心。設筒倉的框架結構，筒倉設有橫向和縱向豎壁時，貯料荷載應分配給縱向和橫向豎壁上，一般將荷載加在豎壁頂部，其重心偏高，計算時偏于保守。高爐礦槽料倉平面模板圖見圖2。

有筒倉的鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值為1/650，比一般鋼筋混凝土框架的1/550更嚴格。

2.2.1鋼筋混凝土框架

根據經驗，振動篩區域梁布置適當加密，板適當加厚，以減小樓層振動。設備必須采取減震隔震措施，效果較好。

2.2.2鋼筋混凝土筒倉

筒倉按結構計算方法可分為深倉與淺倉兩大類。本倉壁計算高度與矩形筒倉短邊之比為0.8，為高壁淺倉。筒倉計算時，倉壁、角錐形漏斗壁平面外的彎曲計算，按周邊支承板計算。豎壁可根據實際情況分別按單向板或雙向板計算。斜壁按三角形板或者梯形板計算。

平面內彎曲的計算，不考慮斜壁和豎壁的共同受力工作，僅由豎壁承擔平臺荷重，貯料荷載及倉自重，豎壁按深梁計算。

2.3 稱量斗平臺

稱量斗平臺層與振動篩層同標高，為避免振動篩振動影響稱量結果，稱量料斗平臺采用四層鋼框架結構，上部與鋼筋混凝土框架之間設抗震縫。

2.4 倉上剛架

根據《構筑物抗震設計規范》，倉上建筑宜采用鋼結構，其維護選用輕質材料。本工程采用鋼排架結構，跨度13 m，柱距6 m，鋼排架高度9.7 m。屋面和墻面均采用彩鋼板維護。

3 構造措施

鋼筋混凝土柱承式筒倉支柱的箍筋應沿柱全高加密，且7度時不應小于8 mm，箍筋間距不應大于100 mm。

角錐型漏斗宜采用分離式配筋，漏斗的斜向鋼筋應伸入到漏斗上口倉壁內，其錨固長度不應小于50d(d為鋼筋直徑)，角錐型漏斗四角的吊掛骨架鋼筋，吊掛骨架鋼筋布置示意圖見圖3。鋼筋上端應伸入到漏斗支撐構件內，其錨固長度不應小于50d。漏斗斜壁鋼筋錨固示意圖見圖4。

物料沖擊對筒內壁有磨損，故一般須做內襯，目前常用有兩種做法：一是掛鋼筋網片，涂抹高強耐磨料；二是采用微晶襯板。本工程倉體內襯材料及做法:內襯采用NVCGM高強耐磨料，厚度50 mm。豎壁及斜壁內側采用間距500 mm的φ10短鋼筋連接內襯,短鋼筋露出倉壁30 mm。

耐磨料鋪設示意圖見圖5。

4 施工注意事項

根據施工單位資質和能力，合理制定施工方案。主要是合理安排施工順序、注意鋼筋混凝土結構的冬雨季施工措施、鋼漏斗鋼平臺剛排架等鋼結構的制作安裝質量等。

為減少混凝土收縮應力，建議采用低收縮混凝土材料，建議采取跳倉澆筑、設橫向后澆帶、控制縫等施工方法，并加強施工養護。

5 結語

本文介紹了某高爐系統礦槽項目的工程概況、高爐系統礦槽的基礎、上部框架結構、稱量斗平臺、倉上剛架的結構形式、結構布置、計算要點，以及施工時的一些注意事項?？偨Y了高爐系統礦槽的結構設計要點，希望對大家今后的設計有所幫助。