王磊 徐飛 任春來

【摘要】 本文結(jié)合新疆某延遲焦化裝置中露天棧橋的工程實例，重點介紹露天棧橋結(jié)構(gòu)選型及布置、棧橋柱設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、吊車梁系統(tǒng)設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計中一些難點，并提出了相關(guān)建議及結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】延遲焦化 露天棧橋 杯口基礎(chǔ) 吊車梁系統(tǒng) 抓斗起重機

1 延遲焦化概述及露天棧橋設(shè)計要點組成

石油焦化過程是重質(zhì)油熱轉(zhuǎn)化過程之一，也是一種石油煉制加工過程。目前煉油廠應用最廣泛的是延遲焦化，我國自上世紀60年底至今，延遲焦化在我國得到迅速發(fā)展。至2005年底我國延遲焦化裝置加工能力為42.25Mt/a，占到原油一次加工能力的12.94%，僅次于美國?？梢?，延遲焦化在石油冶煉中的地位之重要。

延遲焦化主要包括焦炭塔框架、儲焦池、露天棧橋系統(tǒng)、加熱爐、分餾塔、壓縮機廠房、高壓水泵房及焦炭外輸裝置等。其中露天棧橋是該裝置重要組成結(jié)構(gòu)，它的主要功能是及時轉(zhuǎn)移從焦炭塔出來經(jīng)溜槽進入儲焦池的焦炭及焦石，露天棧橋與焦炭塔框架、儲焦池及焦炭外輸裝置有密切的聯(lián)系且使用頻率很高，故露天棧橋的設(shè)計對延遲焦化裝置的空間及成本優(yōu)化起到重要作用。

露天棧橋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要組成部分包括：結(jié)構(gòu)平面規(guī)劃、棧橋模型計算、杯口基礎(chǔ)計算、棧橋柱設(shè)計、吊車梁及輔助桁架、制動梁等附件設(shè)計及柱間支撐設(shè)計。由于延遲焦化裝置布局的局限性，導致露天棧橋的平面規(guī)劃、基礎(chǔ)形式及埋深、吊車梁系統(tǒng)設(shè)計等方面有一些難點，現(xiàn)結(jié)合工程實例，淺要分析一下棧橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點。

2 露天棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

本裝置位于新疆奎屯，為160萬噸/年延遲焦化裝置，結(jié)合焦炭塔框架和儲焦池尺寸，本露天棧橋跨度29.5m，縱向尺寸134.5m，結(jié)合本裝置規(guī)模，選用兩臺電動橋式抓斗起重機，額定起重量20t，軌頂標高13.98m，吊車為重級工作制（A7）。棧橋立面圖如下。

2.1 計算模型簡化

本工程簡化模型為平面排架結(jié)構(gòu)，縱向吊車剎車力由柱間支撐承受，棧橋柱選用工字型柱，截面尺寸為工600x1500x250x200，采用PKPM排架計算。荷載主要包括自重、走道板傳來的恒載與活載、風荷載、吊車荷載與地震荷載。

露天棧橋柱主要是柱頂位移控制，查現(xiàn)行規(guī)范及《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊》，露天棧橋柱橫向位移限制Hc/2500，Hc為基礎(chǔ)頂面至吊車梁頂面的高度。經(jīng)計算本工程均滿足要求。

2.2 預制棧橋柱配筋設(shè)計

預制棧橋柱根據(jù)計算及構(gòu)造要求進行配筋，在這需特別注意考慮預制棧橋工字型截面柱吊裝驗算及翻身起吊驗算并最終得出預制柱的配筋圖。

2.3 杯口基礎(chǔ)設(shè)計

本工程場地內(nèi)主要土層為雜填土與卵石層組成，故基礎(chǔ)采用天然地基，基礎(chǔ)座在2層卵石層上，fak=450kpa，由于焦炭塔框架基礎(chǔ)與儲焦池基礎(chǔ)基底埋深不同，為避免基礎(chǔ)相碰，需將個別基礎(chǔ)埋置深度加深，所以基礎(chǔ)設(shè)計時采用了高杯口獨立基礎(chǔ)與一般杯口獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)施工時需結(jié)合焦炭塔框架基礎(chǔ)與儲焦池底板，合理安排施工順序。

2.4 吊車梁系統(tǒng)設(shè)計

由于露天棧橋與焦炭塔框架、儲焦池有緊密的聯(lián)系，以及場地與工藝的限制，導致露天棧橋縱向柱距出現(xiàn)非標情況，所以在選用吊車梁系統(tǒng)時就出現(xiàn)了非標尺寸，現(xiàn)行國標圖集吊車梁柱距主要是6m與12m，設(shè)計時需注意考慮。從近些年情況來看，預應力混凝土吊車梁與鋼吊車梁相比，鋼吊車施工速度快且便于吊裝，故筆者建議選用鋼吊車梁。

本工程設(shè)計前，筆者查閱了多個延遲焦化裝置中露天棧橋吊車梁的設(shè)計，大多采用吊車桁架，筆者認為這種吊車梁系統(tǒng)施工復雜且對施工質(zhì)量要求較高，本工程選用兩臺重級工作制的吊車且使用頻率高，這樣對吊車梁的疲勞驗算就提出了很高的要求，若焊縫質(zhì)量施工不好將造成很嚴重安全事故，故筆者選用了與原來不同的吊車梁系統(tǒng)，參考國家標準設(shè)計圖集05G514-4《12m實腹式鋼吊車梁》選用實腹式鋼吊車梁，經(jīng)計算標準柱距選用圖集中GDLZM12-8ZY鋼吊車梁，由于新疆氣候寒冷故材質(zhì)選用Q345-D。此外還包括了輔助桁架、制動梁、下翼緣水平支撐走道板及兩側(cè)欄桿，這些附件均無特殊要求，參考圖集做相應的選擇即可。材質(zhì)均采用Q235-B。其余非標情況參考GDLZM12-8ZY制作，為方便現(xiàn)場安裝均采用同一高度。吊車梁與這些輔助干系共同構(gòu)成吊車梁系統(tǒng)，整體上構(gòu)成了一個空間結(jié)構(gòu)的吊車梁系統(tǒng)，對于重級工作制的吊車即保證了強度，穩(wěn)定和疲勞的安全性，又降低了施工的技術(shù)難度。

2.5 柱間支撐設(shè)計

露天棧橋系統(tǒng)縱向水平力依靠支撐系統(tǒng)來傳遞給基礎(chǔ)，縱向水平力主要有吊車縱向剎車力及風荷載，柱間支撐包括上柱與下柱支撐，采用雙肢柱間支撐且滿足長細比與抗震性能要求。

3 結(jié)論與建議

（1）露天棧橋平面規(guī)劃時，需結(jié)合焦炭塔框架、儲焦池、高壓水泵房及管架基礎(chǔ)，保證相互之間的施工順序及基礎(chǔ)之間不碰撞，柱距盡量采用標準軸線尺寸，以方便吊車梁及附件的設(shè)計。

（2）露天棧橋計算時，需嚴格控制棧橋柱子的橫向位移，此位移為一臺最大吊車水平荷載標準值所產(chǎn)生的側(cè)移。

（3）棧橋柱設(shè)計時需注意預制柱的吊裝驗算，合理確定吊點位置，翻身起吊時需驗算其配筋是否滿足要求。

（4）棧橋基礎(chǔ)設(shè)計時，需結(jié)合杯口基礎(chǔ)構(gòu)造配筋及插入深度采用合適的杯口形式。對于偏心距eo>2hc的工字形柱，柱在杯口的插入深度應適當加大。

（5）吊車梁選擇時，建議選擇實腹式鋼吊車梁，需特別注意吊車梁的撓度限制，重級工作制吊車梁撓度限制為L/1200，當場地位于極寒地區(qū)時需注意選用材質(zhì)為Q345-D，一般情況下為Q345-B.同時非標吊車梁應參考標準柱距做相應調(diào)整。

參考文獻

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