摘要：主要介绍了吉化106电厂干煤棚大跨网壳的结构选型，结构设计，并对一，二期网壳在后期的对接从设计和施工的角度进行综合考虑，同时根据现场的实际情况对施工方法进行了分析，为今后类似工程提供经验积累。
关键词：干煤棚网壳；结构选型；施工方法
1.工程概况
吉化公司106厂是吉化公司的动力中心，该厂提供了吉化公司各生产厂的大部分电能，是吉化集团公司的重要的能源基地。为了应对燃煤资源的紧张，提高燃煤的燃烧性能，达到节能增效的目的，106厂特新建干煤棚，来保证燃煤的干燥度，使其燃烧时能更充分，获得更好的经济效益。
干煤棚内设置一台斗轮机，斗轮机臂长25米，仰角为16°，斗轮机轨道位于煤厂中间。根据工艺及现场条件要求，网壳的设计跨度为68米，高度为32米，棚顶采用单层压型彩钢板。工程分两期进行施工，一期施工纵向长度为30米，二期长度为60米。
2.结构选型
根据工艺的要求以及现场条件的限制因数，干煤棚的设计跨度取为68米，而且在距干煤棚边6米处的净高要求达到18米。通常对于这类大跨结构的应用中，采用较多的有大跨门式刚架结构以及双层柱面网壳结构，通过多种方案的比较，干煤棚采用落地双层圆柱面网壳结构形式，干煤棚网壳的横断面为三心圆柱面，中间大圆半径为40.3米，两边小圆半径为19.8米，整个断面由于受到净高要求而形成向外突出形，这样可以使结构在满足受力要求情况下，结构表面面积最小，以减少屋面板的用量，降低工程造价。
3.结构分析和设计
⑴荷载类型及组合
干煤棚承受的荷载主要有静载、活荷载，由于干煤棚四面敞开式结构，受温度的影响非常大，因此这里还考虑了温度作用。本工程所在地的地震基本烈度为７度，还需要考虑地震作用，另外还有就是风荷载的作用了，具体的个荷载参数取值如下：
①静荷载
网壳上仅支撑单层彩钢板，下弦无任何悬挂荷载，故上弦静载取0.35KN/m2，方向为垂直地面向下，网壳的自重由计算程序自动到入。
②活荷载
不上人屋面活荷载为0.5KN/m2，屋面雪荷载为0.45 KN/m2，根据荷载规范规定，活荷载按二者中最大值考虑，故活荷载为0.5 KN/m2，并考虑不均匀分布的组合情况。
③温度作用
本工程所在地室外温度变化为零上３５度至零下３５度，考虑施工时的温度为零上１０度左右，设计中考虑温差为－４５度到＋２５度。
④地震荷载
当地地震基本烈度为7度。
根据上面的荷载种类，进行了下列荷载组合的考虑：
①静＋活
②静＋半跨活
③静＋风（0度）
④静＋风（30度）
⑤静＋风（90度）
⑥静＋地震
⑦静＋温度
⑧静＋活＋风
⑨静＋活＋温度
⑩静＋活＋地震
⑵结构分析与结果
工程采用浙江大学空间结构设计软件Mst2005进行内力分析与设计，程序自动对预先设定的杆件截面进行满应力优化计算，最后得出结果。网壳厚度为2米，网格尺寸为３.0mX3.0m，杆件规格从Ø60到Ø180，网壳采用焊接球节点，其中Ø300X14和Ø350X14为带肋球，整个网壳综合用钢量为49.4Kg/m2。
⑶节点细部设计
鉴于网壳的跨度较大，杆件内力大，而高强螺栓受力限制，在内力大的部分节点中无法使用螺栓球，故统一采用了焊接球节点。这虽然增加了网壳现场施工难度，但是使网壳的刚度和安全度都有所提高。
网壳的跨度方向尺寸是长度方向的两倍以上，因此整个网壳的侧向刚度非常弱，在起主要控制作用的风荷载参与的组合下，纵向和侧向位移明显偏大，尤其是两端部，因此在设计中，适当的加强了两端封边部分，将最外侧的杆件都提高了一到两个等级。
4.网壳的制作安装
圆柱面干煤棚根据其结构特点和施工单位的技术条件，一般有“散装法”，“拼装架滑移法”，“网架逐条积累整体滑移法”等施工方法，但由于本工程的场地条件限制，网壳只能在原地拼装，所以滑移法是无法实现的，综合考虑后本工程施工中采用了散装和分条拼装后吊装相结合的方法。首先将网壳沿纵向分成三条拼装，每条长度为10m，每一条沿跨度方向分成三段，如图5所示。首先完成Ⅰ部分的安装工作，在操作平台上将Ⅰ部分组对完毕后，将Ⅰ段进行吊装，完成支座的安装，另一端搭设临时支撑，并安照设计要求调整好另一端的高度。然后在按同样的顺序安装下一条10m宽Ⅰ段，并将两段间连接起来，将三条Ⅰ段全部对接完毕后，开始组装Ⅱ部分，Ⅱ部分在平台上组装后，整体吊装，在空中完成Ⅰ和Ⅱ两部分的对接工作，然后在拼装下一条Ⅱ段，完成两段后将两个Ⅱ段对接，如此再进行下一条的安装直到安装完毕。总的安装过程就是这样的，需要注意的是在吊装Ⅱ段的时侯，要控制好Ⅱ段的变形，如果吊点选择不好，造成Ⅱ段空中变形过大，那么在Ⅰ、Ⅱ对接的时侯就无法调整，使对接工作失败。因此在设置Ⅱ段的吊点时，采用五个吊点，其中有一个吊点主要是用来调整Ⅱ段的变形的，选择外侧吊点时，要求在起吊后Ⅱ段变形为稍稍向外张开，待吊到对接位置后，通过调整调节吊点绳子的长度来调节Ⅱ段向外张开的角度，来控制Ⅱ段的形状以使它满足对接的要求。中间Ⅱ段吊装时，吊车站位只能是在网壳跨向外侧，因此吊车的幅度要求特别大，通常吊车都无法满足，最终选用了一台250t的吊车吊装，整个空中对接时间为一个台班。
图5网壳分块图.png)
结语
⑴吉化106厂干煤棚采用本文提出的网壳结构形式能满足实际工程的使用要求。
⑵在大跨度的网壳设计中，网格尺寸的划分和厚度的选择对网壳的受力以及经济指标都有很大的影响，因此在设计中要多进行方案的对比，选择最优的网格尺寸。
⑶大跨网壳的设计中，风荷载是起着控制作用的荷载，在对网壳的分荷载体型系数的选取时，应根据风洞试验的结果或者是相类似工程试验结果。
参考文献：
[1].单鲁阳，严惠 大跨度双层圆柱面网壳结构的优化分析 《建筑结构学报》 1999.20
论文作者:孙琳琳
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/12
标签：荷载论文; 结构论文; 圆柱面论文; 工程论文; 跨度论文; 组合论文; 温度论文; 《基层建设》2015年29期论文;