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摘要：钢结构转运站是现代工业运输领域的常见结构形式。论文通过对转运站常见机构及特点的介绍和分析，提出了钢结构转运站的设计要点并对其关键问题进行了探讨，对钢结构转运站的设计具有一定的借鉴意义。
关键词：钢结构转运站；设计要点；关键问题
1前言
转运站是矿山、冶金行业中常见的构筑物，是设在两台高架固定式带式输送机之间的中转站。随着我国近几年在矿山、冶金行业的快速发展，在工业运输系统中转运站发挥着重要的作用。转运站由于结构材料不同可分为钢结构、钢筋混凝土结构等，由于钢筋混凝土结构可塑性差、安装周期长，所以钢结构在工程中运用广泛。由于转运站一般采用大、长型的带式输送机，所需电机功率非常大在运行中会产生很大的转动惯量，且通过查阅大量资料，钢结构转运站大多为高度在30米左右的高空，所以会引起钢结构发生变形，这样造成的影响巨大。本文针对此问题对钢结构设计的要点和关键问题进行分析。
2 转运站的分类及结构特点
2.1转运站的分类
图1 钢结构转运站结构图
钢结构转运站，图1所示，可按转载层数、结构平面形状、输送机对物料的转载方向和转运站的高度分为四种：(1)转载层数的情况： 2 层转载转运站和同层转载转运站；(2)结构平面形状：4 柱、6 柱和9 柱； (3)输送机对物料的转载方向：直角和斜交转运站；(4)转运站的高度：多层转运站和高层转运站。
2.2转运站的结构特点
钢结构转运站一般设计为顶层高大，主要是为了方便将空间较大的输送装置和起重装置放在最高层，方便运输物料和机器设备的吊装、维修；而次顶层较小，主要是为了减小物料运输的垂直落差。
在转运站中，振动源和振动能量较大，如果跟钢结构转运站产生共振现象，将严重影响转运站结构安全和设备安全的稳定性，因此，必须从结构设计上来防止其产生共振。
3 钢结构转运站关键问题探讨
3.1钢结构转运站的梁柱截面设计
钢结构转运站的梁柱截面设计需要考虑许多因素，包括物料、设备重量和自重等，在设计时应注意以下几个方面：（1）为提高钢结构转运站的承载能力，截面设计上应采用人字形支撑或十字交叉钢结构框架作为承重结构。（2）转运站梁柱截面荷载的受力非常复杂，除了自重和设备负荷外，同时还受到一些技术的限制。（3）受风力的影响，会使钢结构受力和位移过大，它会使转运站梁柱截面的荷载量明显增加。可以通过增大钢柱断面来增大结构载荷量，但这也会使建设成本和工程量增多，因此应对钢结构转运站的梁柱截面进行合理的设计，满足工程和实际应用。
3.2载荷分析
载荷分析及组合是钢结构转运站设计中的重要内容，设计中应注意以下几个方面。（1）转运站皮带机的水平拉力是由稳定工作时的拉力和设备启动停止时的瞬间拉力组成，一般情况下，设备启停时的拉力远远大于稳定拉力，设备拉力随设备不同、位置不同而不同。（2）转运站设备与外围设备一起工作运输物料，常见的外部辅助设备对风速有一定的限制，如果风速超过设备的极限值，设备就会停止运行，这样就形成了内部设备空载的状态。（3）所在地区的震害频度和烈度对转运站的设计也有一定的影响，所以转运站应设计为具有相应抗震能力的结构。
由以上分析的转运站受力特点，在做荷载分析组合时应考虑到以下几个方面：一是输送机拉力由工作时的稳定拉力决定的，但应将载荷设计大于瞬时拉力载荷以保证安全性。二是如果在转运站内设计多条传输线，则应根据不同传输线的水平和垂直负载考虑不同的负载组合；三是如果基本气压对应的风速大于设备工作时的风速上限，则设备负荷不应与基本气压下的风荷载相组合。
3.3振动载荷分析与控制问题
在目前的港口建设中，振动筛，破碎机等置于在转运站楼层，加上转移站本身的振动源，转移站需要在设计中解决振动问题已成为主要问题。各种设备作为不同的振源，若振动频率相近则会产生共振现象，造成危害。振动能量会增强共振效应，不仅会损害转运站的结构和设备，还会员工的身心健康造成影响。根据现有的研究数据表明，只承受设备载荷的一个方向（水平或垂直）的钢结构转运站结构阻尼较大，一般结构产生的振动不会产生危害，但当转运站设置振动筛，破碎机等振动源，因其交变载荷大，所以必须考虑防振设计。振动的影响主要体现在结构强度，变形和人体舒适度上。多层传输站结构设计根据频率和曝光时间，采取控制加速度和限制幅度的模式，同时要注意：由于多层转运站的固有频率大多在1.5~4.5 Hz，振动源装置的转度较高（10 Hz）。 因此，由于水平振动而在转移站中发生共振的可能性很小，对转移站的危害很小。 对于转速低的振动设备，中转站容易产生低频共振，这是非常有害的，设计时应慎重考虑。
3.4抗侧力结构与埋点设计
转运展设计的另一设计重点为埋件的设计。转运站是通过埋件使设备的载荷在各承重构件间进行传递，一旦埋件损坏，输送机将出现离心现象，因此，埋件的设计为转运站设计的重点。一般情况下埋件受到以拉伸和剪切为主的载荷，因此在抗震设计中必须综合考虑内置零件，疲劳计算等问题，合理确定埋件设计载荷和组合工况。首先，当所有设备安装调试完成且进行实际应用时，设备运行之前，各种设备造成的载荷最小对埋件的负载也最小。设备运行时，各种设备造成的载荷使埋件的载荷变大，满负荷时载荷达到最大。因此，埋设部分的设计应包括埋藏部位强度的计算，埋地部位的地震和疲劳计算。设备启动时不考虑地震作用，但当需要地震作用时，埋设部分锚杆的横截面积应增加25％以上，锚杆的锚固长度应增加10％ 并且应增加锚板的厚度。 在实际使用中，埋件质量的不合格是转运站事故的重要因素。 因此，埋设部分应在施工前送去检查验收。
4结论
本文首先介绍了钢结构转运站的常见结构及特点，然后对转运站的梁柱截面设计、载荷分析、振动载荷分析控制等关键问题进行了探讨，对钢结构转运站的设计提供了一些经验，具有一定的参考价值。
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论文作者:陈春华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：转运站论文; 钢结构论文; 载荷论文; 设备论文; 梁柱论文; 结构论文; 拉力论文; 《基层建设》2018年第25期论文;