浅析输煤热电厂转运站

浅析输煤热电厂转运站
本文简要介绍了输煤转运站的建筑结构特点，通过和普通框架结构的对比分析，体现了转运站合理的力学模型和经济的使用要求。

标签：转运站；建筑部分；结构部分；对比分析
当煤场到主厂房沿线有转折或者工序有要求时，需要在沿途设置转运站，是电厂输煤系统的重要组成部分。

一般而言，转运站的建筑和结构和普通的多层钢筋混凝土房屋有很大的区别，本文针对这些区别，展开详细的讨论。

一、转运站建筑设计要点
根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》，转运站火灾危险性分类为丙类，耐火等级为二级，消防要求是需要重点考虑的一个重要的内容，特别需要注意的是，因为火势会随着栈桥蔓延，与其相连的运煤栈桥不应作为安全出口。

1.地下一层建筑设计
转运站通常都有地下结构部分，自0米下地下一层，设置不小于0.8米净宽的钢梯，坡度不小于45度，设置部位远离设备和单轨吊，方便人的通行，本层接上部落下的煤粉，并将其转换90度的角度，运送至输煤栈桥。

2.零米层建筑设计
0米层，配电间和控制室，火灾危险性属丙类，火灾危险性较大，故要求用乙级防火门，为了避免发生火灾时，由于人员惊慌拥挤而使内开门无法开启而造成不应该有的伤亡，应此要求门向疏散方向开启。

吊物区域和吊物孔四周要设置栏杆，防止人员误伤，在一些运行要求较高的电厂，设置排水沟，收集冲洗水，避开单轨吊的位置和配电间和控制室。

3.头部驱动层建筑设计
头部驱动所在层，本层收集煤场方向运送过来的煤粉，并将其送到地下一层，转运到栈桥，吊物孔所在部位，设置盖板，防止人员误伤，在一些运行要求较高的电厂，设置排水沟，收集冲洗水，避开单轨吊和楼下配电间、控制室的位置。

4.屋面上人钢梯：
自0米至屋面，设置上人钢梯，带护笼，保障人员安全。

大门的选择，应根据设备的尺寸，选择合适的大门，大门外宜做坡道，坡度不应过陡，方便车辆通行。

二、转运站结构设计要点：
根据《火力发电厂土建结构设计技术规程》的要求，转运站是重点设防乙类建筑，其抗震等级应根据表11.1.5的标准提高一度抗震措施。

乙类建筑的抗震构造措施，根据场地类别的不同而有所区分。

1.地下一层结构设计
地下一层一般做成钢筋混凝土箱型结构，如遇地下水位较高的情况，尚需增加上部结构未施工时，地下一层结构的抗浮验算。

因为基础为箱型结构，所以一般情况下，地基承载力满足要求，但是要設置排水坑，坑底标高远低于本层结构标高，为节约材料考虑，可用回填土填实高差部分，再做面层，合理经济的处理这个问题，另外。

回填土可以降低板顶跨中弯矩，节约钢筋用量，一举两得。

本层皮带要传至主厂房部分，所以箱型基础侧壁要开洞口，可以采用剪力墙开洞的方式处理这个问题，为了和相连的输煤廊道很好的连接，在接口部位，可以设置梁柱，既保证结构的安全，又保证了接口的合理连接，是一种合理有效的处理方式。

2.零米层结构设计
0米层是很重要的部位，是嵌固层，本层的抗震等级，和上部结构一样，应采用现浇钢筋混凝土结构，楼板的厚度不得小于180毫米厚，混凝土强度不小于C30，应采用双层双向配筋，且每个方向的配筋不宜小于0.25%，因为是箱型基础，地下室周边都有连续的抗震墙，地上一层的刚度，不大于地下一层的0.5，地下一层柱截面每侧纵筋不应小于地上一层柱对应的1.1倍，柱上下端和节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。

本层除了注意嵌固结构的要求之外，还有一个很重要的地方需要格外注意，那就是伸缩头洞口的处理，在这个部位，有伸缩头来回往复的运动，所以需要设置截面高度很大的梁，洞口遇到0米梁时，需抽掉一根梁来保证伸缩头的运行通畅。

3.头部驱动层结构设计
驱动头部所在楼面，本层接栈桥制作有两种处理方式，如果栈桥所在的开间大，可以设一颗柱，将制作放在托梁上，托梁生根在柱牛腿上，托梁的截面除了满足强度要求外，还要考虑一定的刚度，当栈桥产生位移时，需要托梁限制支座的位移，所以托梁的截面尽可能做大一点，满足实际的使用要求，第二种方式，如果栈桥所在的开间小，不能单独设置柱子，直接将托梁生根在两侧框架柱的牛腿上，托梁的要求同第一种方式。

托梁和牛腿、托梁和柱直接用拉结筋紧密的连接。

本层还有一个问题需引起注意，单轨吊的设置应根据工艺要求合理布置，梁的高度不一致，单轨吊的节点选型不一样，当单轨吊和梁底的距离不满足图集要求时，需要给出节点详图，在设计时，需要增大连接钢板的厚度，需要增加斜撑以满足节点的刚度要求。

楼板的皮带支腿荷载、单轨吊的荷载，除了考虑实际的自重和吊物荷载外，尚需考虑动力荷载和超载时对结构的影响，计算时需要考虑动力系数和超载系数，将动力问题转化为静力学的问题，是结构满足使用功能。

4.转运站梁柱截面设计要点
转运站梁柱截面做设计时要考虑他们的承载力和使用要求，通过受力分析，提高梁柱的性能，在运行过程中，转运站梁柱的受力状态极为复杂，除了设备荷载外，也会受到工艺的限制，高处皮带接入转运站时，通常本侧的柱位移会很大，需要增加柱来限制本方向位移，那么在水平面来看，这颗增加的柱的位置不是在跨度中间，是靠近边柱的位置，这样就会造成柱网的的不规则，结构在计算时，会造成个别柱的位移和配筋的增大。

转运站的沿皮带长度方向受到水平荷载，通常在正常运行时，这个水平荷载是稳定的拉力，然而在出现故障时，障碍停车后满载启动时的瞬间拉力，远远大于正常运行时的水平荷载，通常在设计时，正常运行时的水平荷载属于活荷载，在受到地震作用时要计算其影响，但是瞬间拉力，属于偶然荷载，不计算地震作用的影响。

转运站吊物荷载是设计时必须妥善处理的一个问题，在正常使用单轨吊的时候，有时为了减少运行次数，运行人员会起吊超过核定吊物荷载的重量，这时候，设计人员必须考虑的实际运行的情况，通过放大一个超载系数来处理这种问题，但是在起吊重物的一瞬间，起吊的竖向力远超过重物本身的自重，设计时考虑动载系数来解决问题，从工艺的角度来说，两点之间，直线最短，当然时选择一个最短的路线来规划吊物路线，但是从结构专业的角度来说，斜的，不规则的起吊路线，虽然很符合工艺专业的要求，但是考虑的人员通行的要求，和本专业的图集的要求，需要尽可能的弧线段来处理转向的问题，因为结构专业可以通过调整梁截面的大小来使得节点的连接方式符合图集的要求，减少工作量，当遇到工艺布置受到限制时，必须采用倾斜吊物路线时，那么就需要设计人员自行设计节点连接方式，设计时不光要考虑到竖向荷载的要求，还要考虑到重物运行产生的水平荷载对接点的冲击，通过加斜撑，混凝土梁底何轨道顶加工字钢连接的方式增大节点抵抗水平冲击荷载的能力。

5.转运站荷载布置的特点：
转运站在水平面的荷载受到工艺的要求，呈现出分布不均匀的特点，具体表现为皮带部位和头部驱动部位的荷载集中，荷载较大，靠近头部的位置，因为检修的要求，荷载也是很大，除了这些部位，其他的部位荷载较小，从平面布置来看，荷载明显的表现为不均匀，大荷载集中地特点，这样的荷载布置方式，使得梁的截面在某些部位较大，使得这部分的刚度较大，结构平面的不均匀；从竖向高度来看，工艺设备基本布置在高处，荷载沿高度方向不均匀，层高较高，尤其是第一层，使得某些层的抗剪能力较低，另外，受到工藝布置的要求，在一些层的楼板不连续，使得这些层天然的水平受力不理想，这个也是转运站这种结构自身的一些缺陷，在设计时很难避免。

三、转运站和一般框架结构的区别
1.转运站地下结构和一般框架的区别
转运站结构显著地区别于一般的框架结构是地下一层是箱型结构，这种结构导致了地下一层的刚度远远大于地上一层结构，这就为0米层形成嵌固结构提供了良好的基础，0米层的设备运行时，同样需要一个合理有效的结构模式，所以转运站的0米层天然的可以作为上部结构的嵌固层，设计时需要参照《建筑抗震设计规范》的具体要求，满足规范对嵌固结构的具体要求。

2.转运站地上结构和一般框架的区别
转运站上部结构显著地区别于一般的框架结构是皮带自煤场而来，煤粉从高处落到低处，再转向90度，从低处运行至主厂房方向，这样的结构，在驱动头部所在层自然的连接运煤栈桥，两个不同结构模式的建筑，通过牛腿和托梁连接，变形缝的要求尚应满足《建筑抗震设计规范》的具体要求，保证在地震作用下，两个结构能够有足够的变形空间。

3.转运站内部结构布置模式
转运站内部，在每层楼板下方均设置单轨吊，将需要安装和检修的设备规划在一条事先合理安排的线路上，需要注意的是，人员的通行线路必须远离这条设备线路，这样是为了保证人员的通行安全。

四、结束语
经过这么多年的发展，电厂的模式趋近于完善和成熟，同样的，转运站的建筑结构模式也在不断地完善和改进，越来越合理，实用，人性化，在未来的时间内，转运站这种结构，必然会为电厂的运行提供更多的助力。

参考文献：
[1]《火力发电厂与变电站设计防火规范》，GB50229-2006.
[2]《建筑设计防火规范》，GB50016-2014.
[3]《火力发电厂土建结构设计技术规程》，DL5022-2012.
[4]《建筑抗震设计规范》，GB50011-2010（2016年版）.。