高建宏

摘 要： 石化碼頭的鋼管通道位于碼頭的入口橋上方，因此采用大跨度之間的鋼桁架結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)管道廊道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)管道廊道設(shè)計(jì)中需要注意和改進(jìn)的方面，以為今后分析設(shè)計(jì)提供參考資料。

關(guān)鍵詞： 參考價(jià)值;改進(jìn)措施;施工技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU433 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）20-0208-01

在石化碼頭的建設(shè)中，鋼管廊道（一種用于鋪設(shè)管道的支撐結(jié)構(gòu)）在工程實(shí)踐中越來(lái)越多地被使用。在管道規(guī)劃中，管道通道通常必須過(guò)馬路，大跨度鋼桁架已成為滿足需求的首選結(jié)構(gòu)類型。這是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)桁架跨度大、結(jié)構(gòu)布局靈活、受力分析明確。在本文中，為了分析桁架結(jié)構(gòu)的布局，構(gòu)件截面的選擇和計(jì)算，承壓節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，本文將以一個(gè)跨過(guò)石化碼頭通道橋的鋼結(jié)構(gòu)桁架為例。

1 項(xiàng)目概述

石化碼頭的管廊在其整體位置的前端。管廊主體為鋼式結(jié)構(gòu)，共計(jì)分為五層。管架式借助桁架式與縱梁式融合使用的結(jié)構(gòu)規(guī)劃方案。其具有30米寬的墩臺(tái)坡道入口，從而道路的間距也務(wù)必要超過(guò)五米，同時(shí)還要避開道路兩邊的管墩地基。由此可見，位于石化碼頭，整體結(jié)構(gòu)錢的管廊應(yīng)該使用空間鋼結(jié)構(gòu)銜架的方案。梁管廊還用作桁架的垂直支撐。

2 桁架設(shè)計(jì)

穿越碼頭的橋梁管架采用鋼桁架的平行弦桁架結(jié)構(gòu)。桁架長(zhǎng)度為45m，水平柱間距為6m，垂直高度為6.4m，桁架間距為6.1m，在豎向腹板桿和豎向腹板與弦橫梁的接縫中間安裝了橫梁，梁的長(zhǎng)度為3m，管架總共安裝了5層管道，每層的垂直間距為1.6m。

桁架結(jié)構(gòu)的每個(gè)構(gòu)件的力主要是軸向張力或壓力，并且根據(jù)鉸接的桁架來(lái)計(jì)算和分析內(nèi)力。通過(guò)設(shè)計(jì)，可以通過(guò)合理地布置構(gòu)件來(lái)合理地分布結(jié)構(gòu)的內(nèi)部浮力，以使整個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)支撐件的水平推力最小，并最大程度地利用桁架結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度。

2.1 桁架荷載值

2.1.1 管道豎向荷載

根據(jù)管道行業(yè)的市場(chǎng)行情，全方位的研究了管道介質(zhì)重量、管道重量、試壓水重量、設(shè)備配件重量和其他過(guò)程載荷，管道作用在桁架梁上垂直載荷等于3kN/m2。

2.1.2 管道水平荷載

管廊桁架梁上的管架全部為滑動(dòng)支撐，因此管架水平荷載為管與鋼梁之間的水平摩擦力。

2.1.3 抗震效果

依照8度（0.20g）的抗震加固進(jìn)行規(guī)劃。

2.1.4 根據(jù)基本風(fēng)壓設(shè)計(jì)

依照0.55kN/m2進(jìn)行規(guī)劃。

2.1.5 基本雪壓

依據(jù)0.35kN/m2進(jìn)行規(guī)劃。

2.2 桁架截面選擇

在計(jì)算桁架時(shí)，分別將上述管道的管道的水平荷載、風(fēng)荷載、豎向荷載、地震荷載等作用在管廊桁架上的荷載效應(yīng)結(jié)合起來(lái)，并借助相關(guān)的技術(shù)軟件對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性研究，同時(shí)進(jìn)行造型確定桁架部分。Q345B是制成鋼部件的主要部件，桁架柱為600×600×28箱形柱，上下弦是熱軋H型鋼H400×400×20×30，梁是熱軋HM294×200×8×12，腹板構(gòu)件雙槽鋼使用時(shí)，雙垂直腹板是雙槽鋼25a。對(duì)角腹板在桁架端部具有更大的內(nèi)力，并且越靠近桁架中部，對(duì)角腹板的內(nèi)力越小，因此在兩端使用對(duì)角腹板雙槽鋼36a，中間對(duì)角腹板為雙槽鋼32a。為了增加扁平外部桁架的剛度和整體穩(wěn)定性，減少扁平外部鋼梁的計(jì)算長(zhǎng)度并承受可能的橫向載荷，水平支撐沿桁架的水平方向布置，水平支撐使用角鋼L90×8。

2.3 桁架設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

除了滿足桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的力要求外，管架的撓度不應(yīng)超過(guò)撓度極限，并且管架的撓度是管道的最大允許撓度要求，即設(shè)備柱沿管架縱向的長(zhǎng)度。從內(nèi)部看，管道支撐點(diǎn)的最大撓度差不超過(guò)30毫米。在計(jì)算與桁架相鄰的下管架上的載荷時(shí)，務(wù)必要嚴(yán)格觀察并分析管道以及水錘的膨脹情況，進(jìn)而避免相應(yīng)的管架載荷上升情況出現(xiàn)。對(duì)香菱閑駕的首個(gè)滴管架的跨度進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，作用在其上的水平和垂直載荷要比正常大得多，并且必須將二者乘以增加倍數(shù)的1.5倍才能解決管道的膨脹和收縮。

3 桁架支撐節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

桁架的兩端分別由延伸托梁的桁架鋼柱的支撐點(diǎn)支撐，并且桁架結(jié)構(gòu)中使用的所有載荷都通過(guò)托梁傳遞到鋼柱，然后再通過(guò)鋼柱傳遞到基礎(chǔ)。由于桁架跨度為45m，跨度較大，因此桁架與鋼柱采用的連接方式為柔性連接，可以調(diào)節(jié)自身的位移和變形，減小支座的水平力，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。即，桁架的一端由鉸鏈支撐件支撐。一端由滑動(dòng)支架支撐。

該桁架鉸鏈支撐的方法如下。桁架的下部繩索直接包裹在鋼柱的延伸托梁中，連接鋼板的開口是一個(gè)圓孔。

滑動(dòng)軸承方法如下。桁架的下部繩索直接包裹在鋼柱的延伸腿中，連接鋼板的開口是一個(gè)矩形孔，螺栓可以產(chǎn)生單向滑動(dòng)。該滑動(dòng)軸承不僅可以釋放剪切力和溫度應(yīng)力，同時(shí)具備構(gòu)造簡(jiǎn)明、高承載能力、適應(yīng)能力強(qiáng)大以及維護(hù)成本低廉等諸多特點(diǎn)。

4 桁架柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

應(yīng)注意桁架柱腳的設(shè)計(jì)：

在設(shè)計(jì)柱腳接頭時(shí)，構(gòu)成柱腳的地板、地腳螺栓、鋼筋和其他組件必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，并且這些組件必須可靠地相互連接。

固定的裸露柱腳在負(fù)載下應(yīng)視為半剛性。柱腳彎曲時(shí)的機(jī)械性能主要取決于地腳螺栓的性能。柱腳的故障主要是由于地腳螺栓損壞。因此，為了滿足柱腳的固定并改善變形和支撐，不允許在柱腳上形成塑料鉸鏈之前扣緊地腳螺栓和底板，該設(shè)計(jì)為地腳螺栓提供了15%-20%的余量。

對(duì)于閑價(jià)鋼柱來(lái)講，必要的調(diào)節(jié)、安置以及固定等工作完成后，要實(shí)用相關(guān)的特殊材料來(lái)填滿混凝土基礎(chǔ)與柱及二者之間的空隙，例如，相比于普通混凝土強(qiáng)度更高的高強(qiáng)度微膨脹細(xì)石混凝土，以加強(qiáng)柱基并確?？辜魪?qiáng)度。

5 結(jié)束語(yǔ)

要優(yōu)化合理的管廊桁架構(gòu)件布置和選擇。管廊桁架采用直通式平行鋼結(jié)構(gòu)桁架式。通過(guò)計(jì)算和分析合理地放置腹板構(gòu)件，從而澄清和減少結(jié)構(gòu)應(yīng)力。在設(shè)計(jì)管道桁架支撐節(jié)點(diǎn)時(shí)，經(jīng)常性的使用腳鏈來(lái)連接懸架以及鋼柱的一端，而另外一端則借助活動(dòng)來(lái)進(jìn)行支撐。這種支撐方式不但擁有構(gòu)造簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)潔等諸多特點(diǎn)，同時(shí)在需要的情況下，還能夠?qū)ζ湮恢眠M(jìn)行輕微的調(diào)整，減小支撐的水平力。立柱腳是剛性固定且裸露的立柱腳。通過(guò)以上過(guò)程落實(shí)對(duì)管廊鋼結(jié)構(gòu)施工結(jié)構(gòu)工藝的革新。

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