精工工业建筑系统有限公司 浙江 绍兴 312030
摘要：老旧垃圾焚烧发电厂升级改造的钢结构设计的思路与新建项目的设计有着很大的差异，决定钢结构的结构形式主要条件是要满足项目整体实施部署的顺序。钢结构改造设计采用了大间距格构柱与三角桁架屋盖结合的方式，其中屋盖桁架受力方向改变的思路获得了较好的效果。
关键词：垃圾焚烧、改造施工、屋盖桁架、受力方向改变
Design of steel structure for seconstruction of a garbage incinerator power plant
Tan Qingming,Zhang Quanyou
（Jinggong Industrial Building System Co., Ltd, Shao Xing,312030）
Abstract：To upgrade the steel structure design ideas and new projects are great difference different design on the old garbage incinerator power plant,the main condition for determining the structural form of a steel structure is to satisfy the overall implementation of the project.The steel structure modification design adopts the method of combining the large spacing grid column with the triangular truss roof, and the idea of changing the direction of the roof truss is getting better effect.
Keywords：garbage incinerator;reconstruction construction;roof truss;direction change of force
1.工程概况
垃圾焚烧发电在我国的应用最早的已经超过20年，上世纪90年代后期以及2000年初建设的项目因当时的技术、管理等方面的局限性，运行20多年后这些首批建设的项目已经发生设备损耗、老化严重、二次污染影响恶劣、垃圾处理能力低下等问题。目前垃圾焚烧发电市场上针对这些项目的处理办法主要：关停、推翻重建、技术升级改造三种方式。
本文依托深圳某垃圾焚烧发电厂的旧厂升级改造，论述改造钢结构设计的流程、重难点、设计指导思路、设计成果经济性分析等。
该垃圾焚烧发电厂的原工艺是有4台焚烧炉，每台炉的日焚烧量200吨。已经不能满足周边的生活垃圾处理需求了，相当大一部分的生活垃圾需要外运至更远的焚烧发电厂进行处理。升级改造增加日处理量的需求很迫切。因此建设单位通过运行方案分析后决定重新更换为2台750吨的焚烧炉。并且当地行政部门要求升级改造期间也不能停止对周边生活垃圾处理的任务，因此建设单位要求4台炉先停两台炉进行改造，另外两台炉改造期间继续运行。
图1-改造工艺布置图 图2-改造工艺剖面图
图1中彩色亮显的部分为新的工艺改造内容，新工艺在平面范围上要求原厂房的1轴需要向南外扩18m（图中左侧），因升级了新的大型焚烧炉，整体建筑高度从原先的42.6m升高到46.5m。
原结构形式为混凝土框架+部分剪力墙的支承体系，所有屋盖结构均为四角锥螺栓球网架，螺栓球网架采用的周边支承受力。
2.重难点分析
2.1不间断运行对改造设计的新要求
该项目最显著的特点就是要求改造升级施工过程中还不能完全停产运营，钢结构设计要为这一目标做配合服务，原网架结构拆一半后的结构问题性问题、钢结构基础施工的空间操作问题、新建结构未整体成型但是完成设备施工后的区域要求完全遮蔽等问题。这些问题均使得钢结构设计不同于常规建筑的设计思路和把控重点。
2.2尽量利用原支承结构
改造实施难度很大，结构设计的主要思路就是对原建筑尽量做最小的改动达到新的建筑设计效果。因此新的钢结构屋盖在结构选型、配合施工顺序方面要利用原支承结构，减少改造建设难度。
2.3考虑原结构加固操作难易程度
利用原支承结构体系可能会出现局部受力不足的情况，因主体的设计思路是最大可能的保留原有体系，所以会可能出现结构需要加固的情况。在选择加固形式方面主要体现可操作性、便捷性这两点。
3.设计思路
3.1结构选型
1、支承体系
从图2中11轴~22轴涉及到的改造难度较小，结构跨度和支承条件均没变化，可直接在混凝土结构柱顶采用实腹梁结构形式，无需特别分析。
X1轴~11轴区域是设备替换的主要区域，也是钢结构设计的主要区域。结构选型要兼顾设备又拆又运行的实际情况。支承体系钢柱宜采用大间距布置，是尽量的减少基础开挖工作量和操作空间。整个支承体系由新立钢柱和原有的混凝土柱共同组成，原混凝土柱的柱顶须另加钢骨柱升到新的柱顶标高。
图3-支承体系平面布置图 图4-柱间桁架平面布置图
柱间桁架为水平桁架，X1~X3轴的标高为7m、17m、25.6m、32m共4道；5轴的柱间桁架标高为33m和43.7m两道。
2、屋盖结构选择分析
经过两种结构的选择分析，最终拟定了新屋盖采用桁架方案。
3、屋盖桁架平面布置图
图5-烟气间、焚烧间屋面桁架布置图
屋盖桁架采用倒三角主次桁架，桁架宽度2.5m，高度3m，屋盖桁架的布置最显著的特点是转换了主桁架的受力方向，因在中央布置了四肢格构钢柱，使得纵向的计算跨度为31.5m比横向跨度43.5m小了12m。虽然改变了主桁架受力方向为纵向，使得两侧山墙柱承受剪力，但是纵向主桁架受力有三排柱，混凝土支承结构经原设计单位复核，可以满足桁架受力要求。
3.2钢结构设计介绍
1、设计参数要求
1）风荷载：基本风压取0.75kN/m2，地面粗糙度B类。
2）雪荷载：不考虑
3）地震：按7度设防（设计基本地震加速度为0.10g），设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，建筑抗震设防类别为丙类。
2、钢结构整体模型
图6-结构整体模型
3、钢结构应力分析
4、钢结构稳定性分析
4.结语
垃圾焚烧发电厂老旧设备升级改造的钢结构设计难度远大于新建项目，设计受约束的条件很多，要求设计者对工艺流程特点、项目实施组织管理等方面的知识要有较深的涉猎。钢结构设计选型可以打破常规，本文中屋盖主桁架受力方向改变成纵向就是个不错的尝试，可以能够为类似项目做个借鉴参考。
参考文献：
[1]钢结构设计规范
[2]混凝土结构设计规范
论文作者:谭清明
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/19
标签：桁架论文; 钢结构论文; 结构论文; 受力论文; 发电厂论文; 垃圾焚烧论文; 思路论文; 《防护工程》2017年第26期论文;