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1 结构布置
带式输送机栈桥结构的布置主要取决于带式输送机的工艺布置及要求。跨度结构布置要结合立柱统一考虑,其布置顺序,一般由高至低,以避免短跨度配高立柱的情况出现。跨度结构的长度以2.4m为模数,目前水电工程中使用的跨度一般为12~40.8m。相邻两跨长度之差不宜过大,跨度结构类别应少,以便于标准化、系列化和重复利用。
砂石料堆场进料带式输送机栈桥由两端的机头、机尾部分和中间的立柱结构、跨度结构组成。根据带式输送机的工艺布置,带式输送机的轴线与堆场中的地垄轴线之间的夹角为0~90°, 当夹角值较小时, 必须将立柱布置在料堆中。特别地,当夹角值为0°时,可将部分栈桥立柱布置在堆场分仓隔料墙及堆场两端挡料墙上; 当夹角值较大时, 除可将立柱布置在料堆中,还可结合跨度结构尺寸,考虑将立柱布置在料堆边缘,或布置在堆料高度较小的部位,以避开或减少料流压力的影响,见图1。
布置在料堆中的立柱应根据堆料方式选择不同的型式。一般情况下,一台卸料小车只供应设有一条地垄的堆场进料, 即卸料小车运输的栈桥正位于地垄顶上。这样,无论堆场进料或出料,作用于立柱结构的骨料侧压力,主要是纵向(平行带式输送机方向)不对称作用, 立柱顶主要为纵向的水平位移。另一种情况,堆场下设有平行的双地垄,而卸料带式输送机栈桥位于两地垄之间,栈桥上安装有横向移动可逆带式输送机向两边卸料。这种条件下的栈桥,无论堆场进料或出料都可形成纵、横向(垂直带式输送机方向)均不对称的骨料侧压力作用于立柱,立柱顶有纵、横向两方向的水平位移。
2 结构类型
2.1 跨度结构
堆场进料带式输送机栈桥的跨度结构一般采用上承式钢桁架梁, 考虑钢桁架梁的重复使用, 其断面形状取为长方形。钢桁架梁的高度h取其跨度L的1/14~1/16,钢桁架梁的宽度可根据进料带式输送机的宽度B(800~1200mm)分别定为1200~1800mm。走道采用挑臂支撑, 可根据工艺布置设置单边或双边走道,见图2。钢桁架梁的允许挠度为L/400 。
2.2立柱结构
堆场进料带式输送机栈桥的立柱采用立体钢支架,断面形状为长方形或三角形。根据设计实践,当立柱埋入料堆中的高度大于10m时,适于采用长方形断面立柱,立柱的宽高比为1/3~1/5。钢支架埋入料堆中的高度一般不宜大于20m。当高度大于20m时,建议地面以上20m的部分采用钢筋混凝土结构。钢支架的4个(或3个)立面均为桁架。钢支架的柱肢截面采用闭合断面,使截面惯性矩在两个方向基本相等,如“◎”形或“□”形。
3 结构计算
3.1 跨度结构钢桁架梁的计算
3.1.1 计算假定
(1)钢桁架梁计算按平面桁架处理。
(2)桁架节点为理想铰接, 桁架所有杆件在同一平面内, 并相交于节点中心处。
(3)所有荷载都作用在桁架节点上( 如杆件上有节间荷载, 将其按比例化为两个集中荷载, 分别作用在邻近的左、 右节点上) 。
3.1.2 荷载计算
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(1)垂直荷载。① 恒载, 包括钢桁架梁自重、带式输送机设备重、重锤拉紧装置及其配重块,有时还有管道重量。② 活载, 包括带式输送机带面上物料的均布荷载、 钢桁架梁人行道上的均布活载(考虑积料、零件存放等,按2kN/m2计)、雪载。
(2)水平荷载。主要为风载, 用于钢桁架梁上下平联的计算、 梁的稳定计算。