圆形煤场结构简析

圆形煤场结构简析

彭晓航

中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司   710075

圆形煤场结构一般由圆型空间网架结构煤棚和环形肋板式钢筋混凝土侧墙组成。煤场机械采用顶堆侧取式的堆取料机型式。进入圆型煤场的带式输送机单路栈桥穿过钢结构网架屋盖，支撑于煤场内顶堆侧取式堆取料机的中心柱顶部。来煤通过堆料机在圆型煤场内形成环形煤堆。取料机沿煤堆斜面将煤刮至地下煤斗内，通过给煤机和地下带式输送机将煤运出。

在地下带式输送机隧道的中部设有地下煤斗和给煤机作为紧急情况时的排煤口。煤场配置推煤机作为紧急排煤设备。圆型煤场采用自然通风方式，排风口在网架屋盖顶部中央，进风口在网架屋盖根部与环形侧墙之间的环形口。

圆形煤场主要通过调节煤斗下的给煤设备出力，实现按比例配煤要求。

a)圆形煤场的主要配煤作业方式大体如下：

1）通过圆形煤场内取料机配煤。

2）通过圆形煤场内取料机和翻车机配煤。圆形煤场的辅助配煤作业方式为圆形煤场内取料机和其地下煤斗配煤。

b)圆形煤场的特点

1）在同样面积的情况下，圆形煤场以增加煤堆高度的方式增加储煤。直径φ110米的圆形煤场，煤的堆高约30米。

2）圆形煤场利用推煤机向地下煤斗推煤，作为配煤及取料机故障时的备用上煤手段。推煤机是一种辅助作业设备，机械化程度不高，故推煤机作为配煤的一种手段使用。

1、圆形煤场的几种结构形式介绍

对于圆形煤场这种通体结构，其主要结构为挡煤墙，它既是堆煤的挡煤兼维护结构，又是支撑上部结构的主要承力结构通常的通常情况下，是圆形煤场主要的受力结构。通常圆形煤场挡煤墙结构形式主要有下列几种：带肋筒仓式结构、无肋筒仓式结构、扶壁柱（挡土墙）结构。下面就这几种形式进行论述：

1.1带肋筒仓式结构

整体还是筒仓结构形式，只是在侧壁外侧加肋（即肋柱）。

为了优化筒仓式结构截面尺寸大、配筋大，受力集中的原因，采用在侧壁加肋，以便侧壁的受力均匀，截面尺寸减小、配筋合理，从而达到优化的效果。

1.2 无肋筒仓式结构

通常情况下，为更好地发挥结构性能，有效控制挡煤墙结构的水平变形，采用整体式圆形煤场（也称贮煤筒仓）的设计概念，即沿筒仓壁外侧环向不设置竖直温度缝(故以下挡煤墙都称作仓壁)的筒仓结构形式。

该结构是为了充分利用混凝土仓壁环向钢筋承担堆煤压力和上部球形网架屋面结构所产生的水平推力，这样可以取消扶壁柱结构，有效地减小仓壁截面尺寸、桩基以及地基基础的工程量，达到降低工程投资的目的。

但该结构往往下部应力集中，截面尺寸偏大、配筋偏高，投资费用偏高。

1.3 扶壁柱结构：

该结构为国内最早的封闭式圆形煤场，采用了扶壁柱结构型式，即沿挡煤墙外侧环向每隔一定距离设置一道竖直温度缝，从而将其分隔成一个个受力相互独立的结构体系，为抵抗堆煤压力产生的水平推力，挡煤墙背侧设计了结构尺寸较大的扶壁柱；挡煤墙结构按挡土墙设计方法进行设计。

但该结构往往下部应力集中，截面尺寸大、配筋高，投资费用高。结构形式很少采用。

2、圆形煤场拟选的结构进行分析

2.1 计算原理

圆形煤场侧壁结构在荷载作用下处于复杂受力状态，不同的荷载作用下结构的受力特性及应力分布规律不同。为了弄清各种荷载对侧壁结构的影响，并为荷载组合配筋做准备，对单工况如：（1）自重；（2）网架荷载；（3）满载煤压；（4）局部堆煤；（5）内外温差；（6）季节温升（7）；季节温降（8）；风荷载；（9）地震荷载，并在各种运行组合工况下采用的有限元模型原理，进行细致计算分析，根据计算的内力结果，确定侧壁的结构尺寸和配筋。

根据前面的介绍，下面对圆形煤场的带肋筒仓式结构、无肋筒仓式结构分别予以分析。

2.2圆形煤场带肋筒仓式结构：

根据计算结果，结构在不同的工况下，其应力分布如下图，其内力分布均匀，内力没有突变部分，结构合理。

2.3圆形煤场无肋筒仓式结构：

圆形煤场仓壁结构型式为：仓壁为变厚度（下厚上薄）的壳体（整体连接，不分缝），其整体结构为截面尺寸较大，配筋不小。

3、结构技术经济比较

3.1圆形煤场技术比较

圆形煤场侧壁结构形式比较表

3.2圆形煤场经济比较

圆形煤场侧壁经济比较表

4、结论

通过以上对两种结构形式的技术经济比较，圆形煤场侧壁采用带肋筒仓式结构形式，技术性能好，经济指标优。

参考文献：

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[3]罗宇东,谭卫国.燃煤电厂新型方形全封闭煤场与现有煤场形式的比较[J].广东电力.2007(05)