摘要：山東菏澤發電廠三期工程煤場與主廠區被一條市政主干道隔開，市規劃部門不允許在道路中間增設支柱，使該棧橋跨度達到55米。這大大超過常規棧橋跨度，在國內火力發電廠也較為少見。該工程棧橋綜合運用了橡膠隔振措施、桁架平面外垂直支撐和門式剛架等設計方法，較有效地解決了在超長棧橋設計中遇到的問題。本文將介紹該超長輸煤棧橋的結構選型，為以后的超長棧橋設計提供借鑒。
　　關鍵詞：輸煤棧橋，超長，橫向支撐
　　1．超大跨度輸煤棧橋的結構簡介
　　火力發電廠地上輸煤棧橋跨間承重結構形式是按照不同的跨度和高度進行劃分設計，由《構筑物抗震設計規范》可知，地上輸煤棧橋結構一般分為三種：磚混結構、混凝土結構和鋼桁架結構。鋼結構棧橋一般用于大跨度、橋面結構較高，跨度一般18m～30m。當棧橋面離地面較高時，也可考慮采用鋼結構桁架和鋼柱組成的縱向排架結構形式。
　　本文介紹的工程地震基本烈度7度（0.15g），建筑場地為Ⅲ類。跨路的1號輸煤棧橋，橋面距地面的高度為13.5m，棧橋跨度中心線長度為55.0m，該棧橋結構采用鋼桁架和現澆鋼筋混凝土柱組成的縱向排架結構體系。由于棧橋高度較高較高（h=6.6m），為減少結構的迎風面積，減少建筑的維護面積，同時為節約結構的投資成本，在滿足建筑使用要求的前提下，在桁架內部將封閉棧橋設計成門形剛架形式，主桁架外露。
　　2.超大跨度輸煤棧橋高度和起拱值的確定
　　本工程鋼結構桁架高度的確定需要考慮兩方面內容：
　　一是工藝專業對結構凈高的要求：棧橋凈高要求為2.5m，中間布置有鏈碼檢驗裝置，棧橋凈高要求為3.5m。二是為滿足高跨比而需要的結構高度：參考《鋼結構設計手冊》有關規定：梯形鋼屋架的跨度一般為L=15-36m，柱距為6-12m，跨中經濟高度為h=（1/8-1/10）L。
　　本工程橋面跨度L=55.0m，棧橋面總寬度為12.3m，按柱距為6.15m考慮。棧橋高度取h=6.6m，其跨高比L/H=8.33，因橋面跨度較大，按經濟高度的上限值考慮。
　　為改善人們的感觀，不使結構出現較大的撓度，因此《鋼結構設計手冊》規定：當梯形鋼屋架的跨度L≥24m時，當屋架下弦無曲折時，宜起拱，拱度為υ=L/500。本工程跨度L=55.0m，應按照理論計算結果為[υ]=L/500=110mm。根據計算結果表明，該結構的跨中撓度υ（靜載標準值+活載標準值）=90.0mm，小于理論起拱高度，因此在施工圖中以υ=80mm為最大起拱高度。
　　3．輸煤棧橋的結構型式和支座
　　該跨路鋼桁架式棧橋，其結構型式為：平行弦式桁架下撐式結構。是由承重桁架、上弦水平支撐和上弦橫梁（支撐）、端框架、下弦剛性樓板及棧橋底部支架等組成。因棧橋面跨路，而且跨度較大，為減少桁架外部環境的振動對其產生影響，在桁架支座處設置了橡膠隔振支座。輸煤棧橋鋼桁架的上下弦和腹桿均采用熱軋H型鋼，鋼材采用Q345-B級鋼。棧橋的腹桿和上下弦之間均采用剛接節點。
　　菏澤地區冬季最冷月平均溫度為-10OC，夏季最熱月平均溫度為30OC，棧橋安裝月平均溫度為10OC，鋼結構棧橋為露天布置，則結構所承受的最大溫差為ΔT=20OC。
　　桁架最大水平位移：ΔL=αΔTL=1.2X10-5X20X55000=13.2mm
　　桁架最大水平軸力：上弦桿H600X450X18X28，A=34992mm2，
　　下弦桿H450X450X18X32，A=35748mm2，∑A=70740mm2
　　N=ΔLEA/L=13.2X2.06X105X70740/55000=3497KN
　　支架柱應力驗算：支架高度h=0.895mm，M=Nh=3130KN•m
　　Wx=（4504-432X3863）/（12X225）=5.986X103 mm3
　　σx=M/γxwxx=3130X106/（1.05X5.986106）=498N/mm2>f=295N/mm2
　　由此可知，棧橋支座采用固定鉸支座時，不能滿足結構受力和變形的要求。
　　本工程采用板式橡膠支座，橡膠支座的容許平均壓應力[δ]≥10MPa，容許抗剪彈性模量≥1Mpa，容許轉角的正切值為1/500，橡膠支座的高度為h=78mm。依據《火力發電廠輔助機器基礎隔振設計規程》規定：
　　矩形橡膠隔振器的剪切剛度：K=Gab/h=1.0X106X550X550/78=3.878X106KN
　　橡膠支座所承受水平極限承載力N=Ku=3.878X106X78/500=605X103KN
　　遠大于棧橋所承受的水平荷載。橡膠支座在縱向采用橢圓形孔，以方便棧橋自由伸縮；在橫向采用兩側鋼板固定。具體見下圖所示。
　　
　　           
　　4.棧橋橫向支撐結構
　　桁架支撐是用來承受桁架側面的水平橫向風載和其它水平橫向荷載，并將這些荷載傳至支座，并保持桁架的空間穩定及空間剛度，同時決定了弦桿的平面外計算長度。依據《火力發電廠土建結構設計技術規定》規定：當棧橋為桁架時，應在兩端設門形剛架。桁架的上弦和下弦處宜設置通長水平交叉支撐。橋面板為整體現澆板，因此可以不設水平支撐。桁架屋面結構的水平支撐按照拉桿長細比限制構造設置。
　　本工程棧橋高度較高（h=6.6m），為增強桁架的平面外剛度，減少桁架柱的平面外計算高度系數。因此在棧橋桁架上弦的每一節間處采取加強措施。
　　                
　　5、結束語
　　菏澤電廠三期工程于2006年5月已并網發電，1號超長跨度棧橋運行良好。現在老電廠改造、擴建項目逐漸增多。輸煤棧橋布置與市政規劃道路跨越問題將越來越多，超大跨度棧橋也會遇到。通過對菏澤電廠三期工程55米超長跨度棧橋結構選型實踐的闡述，希望對以后同類棧橋的設計能起到借鑒作用。
　　6、參考文獻
　　1、《火力發電廠土建結構設計技術規定》（DL5022-93）。水利電力出版社，1993。
　　2、《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）。中國建筑工業出版社，2003。
　　3、《構筑物抗震設計規范》（GB50191-93）。中國計劃出版社，1993。
　　4、《鋼結構設計手冊》（上冊，第三版）。中國建筑工業出版社，2004。
　　5、《公路橋梁板式橡膠支座》(JT/T4-2004)。中國交通出版社，2004。
　　6、《火力發電廠輔助機器基礎隔振設計規程》(DL/T5188-2004)。中國電力出版社，2004。