输煤栈桥轻钢结构若干问题的分析
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建 筑金 属结构 ・
输煤栈桥 轻钢 结构若 干问题 的分析
聂会 民
（ 河 南 省 郑 州 市 热 力 总公 司 。 河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘 要 ：随着生活水平的提 高和技 术的发展 ，供 热面积不断扩容和城 市配套建设 的不断完善，热源厂也要跟上供热 的发展 ，受地理环
１供热系统输煤栈桥的基本结构 长期 以来 ，供热系统 的输煤栈桥设计没有专 门的设计结构 规 范 ，而影响栈桥设计的 因素很多 ，因此 ，实践 中栈桥的结构 设计在布局搭建 和选材上标 准多重 。 般情况下 ，输煤栈桥主要 由基础结构 、支架结构 、桥身 结构 、楼 板和围护结构等 （ 屋面 、侧墙 、窗等 ）组成 。其 中， 基础结构 、楼 板和围护结构的设计属于基础工程 ，技术难点往 往集 中在 支架 结构和桥身结构上。如栈桥同一单元 区段的支承 结构 为了防震 ， 应 使用同种 材料 。如果使用了不同种类 的材料 ， 支承结构 间就必须设置防震缝隙。而防震缝隙的设置也需要符 合特定 的技术标准 。 支架结构主要分为钢筋混凝土结构 、砖 （ 石 ）柱结构和钢 结构 三种 ，用 于承受来 自桥身的横 向和纵向荷载 。支架是否稳 定 ，直接决定 了栈 桥结构下部的宽度。当栈桥支架较高 ，跨度 较大 时 ，一般选用 钢支架。桥身结构主要 有钢筋混凝土结构和 钢结构 。其 中 ，钢筋 混凝土结构有桁架 、墙梁 、薄腹粱等 ，造 价低 ，前几年使用 较广泛。但是适用栈桥跨度小 ，灵活性差。 钢结构有 网架结构 和钢桁架 ， 其 中钢桁架材料强度高 、自重轻 ， 适用 于大跨度 栈桥结构 ，而且制作简单 、安装方便。近来 ，热 电厂越来越 多的在输煤栈桥中采用钢桁架结构。综合来看 ，现 阶段 ，输煤栈桥 支架和桥身结构一般都选用钢结构 ，其中桥身 般采用钢桁架结 构。钢桁架结构中的技术要求较多 ，如围护 结构 的侧墙如果使 用钢桁架结构 ，则应在桥面 、屋面桁架节点 位置架设横梁及水平支撑 ， 与侧墙 的钢桁架结构形成空 间结构 ， 以横 向稳定输煤栈桥 。同时 ，应 根据栈桥全长设置上下弦水平 支撑 ，以纵 向稳定输煤栈桥 。 ２钢桁架结构的比较分析 上世纪 ８ ０年代 ，输煤栈 桥 的钢桁 架一般都是 采用角钢 桁 架结构 。但是 ，角桁 架采用的是单轴对称的双角钢截面 ，截面 特性不能充分 被发 挥 ；而且角桁 架存 在阴角 ，防腐费用高昂 ； 同时在施工上 ，角桁架现场焊接工作量大 ，漏焊现象频发。 后来 出现了空心球钢管桁架结构。相 比角桁架 ，空心球钢 管桁架用钢量少 ，成本 较低 ；施 工上 ，节点形式简单 ，安装便 利 ，便于维护 。由于以上特 点 ，空心球钢管桁 架结构被很多单 位广泛应用与煤炭栈桥结构 中。 近年来 ，单榀桁架结构也备广泛使用。单榀桁架设计中 ， 上部支座通常采用沿桁架纵 向滑动铰支座 ，滑动铰支座 材料一 般为滚轴或橡胶垫 ，以达 到有效 释放 温度及其 他位 移。但是 ， 在风荷载较大 的情况下 ， 单 榀桁 架存 在不 利因素 ，整体 结构变 形较大 。 同时 ，在技术上 ， 传统 的输煤栈桥运用 的都是运用分段式 的钢 桁架结构 ，这种结构计算模型和受力分析简单 、制作和安 装方便。但是 ，分段式 的钢桁架用钢量大 ，经济成本较高 。于 是 ，近几 年来 ，研究机构和生产机构都加大 了对技术过关 、经 济成本较低 的连续 钢桁 架结构的研究。分段式钢桁架结构受力 上相 当于简支 梁 ，采用两端简支的支座型式 ；连续式钢桁架在 受力上相 当于连续 梁 ，采用 一端滑动 、中问支座 、一端铰接的
境和 天气等因素的影响 ，更加 安全和更加 经济的建设热源厂逐渐被提 上 日程。输煤栈桥是 热源厂 主要 建筑构成 ，目前钢桁 架结构 已 取代 了以前的混凝土结构桁架 ．如何提 高栈桥钢桁架经济技 术成 为优化输 煤栈桥 结构 的关键所在。 关键词 ：输煤栈桥 ；轻钢结构 ；供热 系统 中图分类号 ： Ｔ Ｕ３ １ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ３ ３ ６ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ３ — ０ ０ １ ７ — ０ ２
一
支座型式 。采用连续式的钢桁架 比分段式 的钢桁架更能发挥材 料的力学性能 ，结构杆件的受力更合 理 ， 选 材也会更加经济 。 可见 ，连续性 钢桁架具有整体性能好 ，空间刚度 大 ， 用钢量少 、 抗震性能强等优点。但是 ， 连续性 钢桁架在 同一温度 内不分段 ， 需分段制作 、在空 中拼接 ，施工难度 大 ， 需要 临时支撑 。随着 钢材价格逐步走高 的趋势 ，连续式钢桁架结构 的应用范 围会逐 步扩大。 ３轻钢结构 的应用分析 ３ ． １ 基本含义 实践 中，轻钢并不是结构较轻的字面意思 ，其 与重钢 的区 分在于所承受的围护材料较轻 ，两者 的结构设计一致 ，实务 中 般根据行车起吊重量 、每平米 用钢量 和主构件钢板厚度综合
一百度文库
判断 。
一
理论上 ，钢结构一般分为 ：重型构件 （ 由热轧 型钢或厚钢 板制成 ）和轻型构件 （ 由冷弯型钢或 薄钢板制成 ）。其 中，重 型构件也叫普 通钢 ；轻 型构件也被成为轻钢结构。 ３ ． ２ 基本性能 轻钢主要具有强度高 、自重轻 、整体 变形 能力强 、可 回收 利用等特点 ，具有较强的抗震性 、抗 风性 、耐久性 、保 温性 和 可持续发展性 ，在 国内外应 用发展十分迅 速 ，目前 己成为发达 国家主要 的建筑结构形式 。具体来说 ，主要具 有以下优势 ： （ １ ） 强度高 。轻钢 的强度较高 ，容重和屈服点比重小 。 （ ２）自重 轻 。轻 钢 主 体 结 构 的含 钢 量 通 常 在 ２ ５ ｋ ｇ 到
建 筑金 属结构 ・
输煤栈桥 轻钢 结构若 干问题 的分析
聂会 民
（ 河 南 省 郑 州 市 热 力 总公 司 。 河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘 要 ：随着生活水平的提 高和技 术的发展 ，供 热面积不断扩容和城 市配套建设 的不断完善，热源厂也要跟上供热 的发展 ，受地理环
１供热系统输煤栈桥的基本结构 长期 以来 ，供热系统 的输煤栈桥设计没有专 门的设计结构 规 范 ，而影响栈桥设计的 因素很多 ，因此 ，实践 中栈桥的结构 设计在布局搭建 和选材上标 准多重 。 般情况下 ，输煤栈桥主要 由基础结构 、支架结构 、桥身 结构 、楼 板和围护结构等 （ 屋面 、侧墙 、窗等 ）组成 。其 中， 基础结构 、楼 板和围护结构的设计属于基础工程 ，技术难点往 往集 中在 支架 结构和桥身结构上。如栈桥同一单元 区段的支承 结构 为了防震 ， 应 使用同种 材料 。如果使用了不同种类 的材料 ， 支承结构 间就必须设置防震缝隙。而防震缝隙的设置也需要符 合特定 的技术标准 。 支架结构主要分为钢筋混凝土结构 、砖 （ 石 ）柱结构和钢 结构 三种 ，用 于承受来 自桥身的横 向和纵向荷载 。支架是否稳 定 ，直接决定 了栈 桥结构下部的宽度。当栈桥支架较高 ，跨度 较大 时 ，一般选用 钢支架。桥身结构主要 有钢筋混凝土结构和 钢结构 。其 中 ，钢筋 混凝土结构有桁架 、墙梁 、薄腹粱等 ，造 价低 ，前几年使用 较广泛。但是适用栈桥跨度小 ，灵活性差。 钢结构有 网架结构 和钢桁架 ， 其 中钢桁架材料强度高 、自重轻 ， 适用 于大跨度 栈桥结构 ，而且制作简单 、安装方便。近来 ，热 电厂越来越 多的在输煤栈桥中采用钢桁架结构。综合来看 ，现 阶段 ，输煤栈桥 支架和桥身结构一般都选用钢结构 ，其中桥身 般采用钢桁架结 构。钢桁架结构中的技术要求较多 ，如围护 结构 的侧墙如果使 用钢桁架结构 ，则应在桥面 、屋面桁架节点 位置架设横梁及水平支撑 ， 与侧墙 的钢桁架结构形成空 间结构 ， 以横 向稳定输煤栈桥 。同时 ，应 根据栈桥全长设置上下弦水平 支撑 ，以纵 向稳定输煤栈桥 。 ２钢桁架结构的比较分析 上世纪 ８ ０年代 ，输煤栈 桥 的钢桁 架一般都是 采用角钢 桁 架结构 。但是 ，角桁 架采用的是单轴对称的双角钢截面 ，截面 特性不能充分 被发 挥 ；而且角桁 架存 在阴角 ，防腐费用高昂 ； 同时在施工上 ，角桁架现场焊接工作量大 ，漏焊现象频发。 后来 出现了空心球钢管桁架结构。相 比角桁架 ，空心球钢 管桁架用钢量少 ，成本 较低 ；施 工上 ，节点形式简单 ，安装便 利 ，便于维护 。由于以上特 点 ，空心球钢管桁 架结构被很多单 位广泛应用与煤炭栈桥结构 中。 近年来 ，单榀桁架结构也备广泛使用。单榀桁架设计中 ， 上部支座通常采用沿桁架纵 向滑动铰支座 ，滑动铰支座 材料一 般为滚轴或橡胶垫 ，以达 到有效 释放 温度及其 他位 移。但是 ， 在风荷载较大 的情况下 ， 单 榀桁 架存 在不 利因素 ，整体 结构变 形较大 。 同时 ，在技术上 ， 传统 的输煤栈桥运用 的都是运用分段式 的钢 桁架结构 ，这种结构计算模型和受力分析简单 、制作和安 装方便。但是 ，分段式 的钢桁架用钢量大 ，经济成本较高 。于 是 ，近几 年来 ，研究机构和生产机构都加大 了对技术过关 、经 济成本较低 的连续 钢桁 架结构的研究。分段式钢桁架结构受力 上相 当于简支 梁 ，采用两端简支的支座型式 ；连续式钢桁架在 受力上相 当于连续 梁 ，采用 一端滑动 、中问支座 、一端铰接的
境和 天气等因素的影响 ，更加 安全和更加 经济的建设热源厂逐渐被提 上 日程。输煤栈桥是 热源厂 主要 建筑构成 ，目前钢桁 架结构 已 取代 了以前的混凝土结构桁架 ．如何提 高栈桥钢桁架经济技 术成 为优化输 煤栈桥 结构 的关键所在。 关键词 ：输煤栈桥 ；轻钢结构 ；供热 系统 中图分类号 ： Ｔ Ｕ３ １ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ３ ３ ６ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ３ — ０ ０ １ ７ — ０ ２
一
支座型式 。采用连续式的钢桁架 比分段式 的钢桁架更能发挥材 料的力学性能 ，结构杆件的受力更合 理 ， 选 材也会更加经济 。 可见 ，连续性 钢桁架具有整体性能好 ，空间刚度 大 ， 用钢量少 、 抗震性能强等优点。但是 ， 连续性 钢桁架在 同一温度 内不分段 ， 需分段制作 、在空 中拼接 ，施工难度 大 ， 需要 临时支撑 。随着 钢材价格逐步走高 的趋势 ，连续式钢桁架结构 的应用范 围会逐 步扩大。 ３轻钢结构 的应用分析 ３ ． １ 基本含义 实践 中，轻钢并不是结构较轻的字面意思 ，其 与重钢 的区 分在于所承受的围护材料较轻 ，两者 的结构设计一致 ，实务 中 般根据行车起吊重量 、每平米 用钢量 和主构件钢板厚度综合
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判断 。
一
理论上 ，钢结构一般分为 ：重型构件 （ 由热轧 型钢或厚钢 板制成 ）和轻型构件 （ 由冷弯型钢或 薄钢板制成 ）。其 中，重 型构件也叫普 通钢 ；轻 型构件也被成为轻钢结构。 ３ ． ２ 基本性能 轻钢主要具有强度高 、自重轻 、整体 变形 能力强 、可 回收 利用等特点 ，具有较强的抗震性 、抗 风性 、耐久性 、保 温性 和 可持续发展性 ，在 国内外应 用发展十分迅 速 ，目前 己成为发达 国家主要 的建筑结构形式 。具体来说 ，主要具 有以下优势 ： （ １ ） 强度高 。轻钢 的强度较高 ，容重和屈服点比重小 。 （ ２）自重 轻 。轻 钢 主 体 结 构 的含 钢 量 通 常 在 ２ ５ ｋ ｇ 到