第10篇 矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集.pdf

“ “ “ “ 第十篇 矿山栈桥和输送机走廊施工 设计实用技术与图集 第一章概述 第一节功能、 种类及结构类型 矿井地面煤和矸石的运输按照地面生产工艺过程， 须从某处的一个水平输送到另一 处的另一个水平。因此在某些生产建筑物或结构物之间须建一结构物， 用以安装和支承 运输设备和矿物并供人员通行， 这种高出地面的结构物叫 “栈桥” 。除严寒地区外， 栈桥 一股做成敞开式的或有顶无墙的半敞开式的， 而供胶带输送机或铸石刮板输送机输送矿 物或矸石的栈桥， 习惯都做成封闭式， 称为输送机走廊或皮带走廊， 简称走廊， 或称通廊。 栈桥和走廊在煤炭、 金属矿山的地面生产系统中广泛使用， 见图 “ 。 按照栈桥上所安运输设备与栈桥所起作用不同， 栈桥可分为下列四种 铺设轨道用 矿车运输的叫 “矿车运输栈桥” ； 用箕斗运输的叫 “箕斗运输栈桥” ； 用胶带输送机运输的 叫 “输送机走廊”（或称皮带走廊） ； 供人员行走的叫 “人行栈桥” 等等。 栈桥和走廊所用材料， 与一般桥梁一样， 可采用钢材、 钢筋混凝土、 砖石及木材等材 料建成。按照所用材料不同， 栈桥和走廊又可分为以下四种结构类型 即钢栈桥 （走廊） 、 钢筋混凝土栈桥 （走廊） 、 砖石混合结构栈桥 （走廊） 、 木栈桥 （走廊） ， 而木栈桥仅为修建临 时性栈桥才采用。 在我国的矿山地面建筑设计中， 对栈桥或走廊的结构选型， 以采用钢筋混凝土结构 最为普遍。钢结构常用于大跨度和超高度的大型矿井或特殊条件的栈桥或走廊、 砖石混 合结构一般用于高度不大 （“ 左右） 的栈桥或走廊。木结构则很少采用。 ; 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 受风面积之投影高度和长度； 当为敞开式栈桥时则为桥面排满矿 车后跨间总受风面积的投影高度和长度， ； “ 、 “ “ 意义同上， 但为支架右边跨间内总受风面积的投影高度和长度， 。 支架结构的横向倾覆稳定， 按下式进行验算 （ 时才认为其横向稳定可以得 到保证 （参看图 -. / / -， ） 。 支架的刚度， 由控制支架顶点的侧移来保证。图 -. / / ， 所示为图 -. / / -， 支架在水平风荷载作用下的计算简图， 其顶点侧移可由下式计算 55 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 “ “ ““ （ ’ ） 式中 支架在风荷载 （或与其它荷载共同作用下） 作用时， 顶端的侧移， ； “ 顶端外力作用下各杆件的轴力， *； “ 顶端作用单位力时各杆件的轴力， *； 钢材的弹性模量， 当为 ’ 时， 可取为 ,* - ’； 支架中各杆件的截面积， ,； 支架中各杆件的长度， 。 由式 （ ’ ） 计算结果应满足下式要求 （ 为支架的高度） ,. （ ’ ） 式中各符号的意义和规定与以前相同。 二、 截面设计与计算 （一） 跨间结构构件的截面计算 （） 截面型式的选择， 跨间结构的主纵梁 （包括桁构梁的上弦杆在内） 、 横梁以及辅助 纵梁的截面， 一般可根据其跨度大小、 内力性质及大小， 选用轧制工字钢、 焊接工字钢梁， 或由两个相同规格的槽钢组合而成的实腹工字形截面 （图 ’ ’， /、 0、 1） 。上述三种 截面型式中应优先采用轧制或焊接工字形截面， 因为两槽钢组合截面， 在同样受力条件 下， 不如前二者经济。 桁梁混合结构或平行弦桁架的腹杆， 其截面可用两个不等边或等边角钢组成 2 形或 十字形型式 （图 ’ ’， 、 3） ， 十字形截面的优点是在其平面内、 外的回转半径相等， 同 时与节点其他杆件的连接方便。 图 ’ ’钢栈桥跨间主要承重结构的截面型式 （,） 截面设计， 对承受移动荷载的型钢梁， 可根据其最不利内力组合值按强度条件 （不考虑塑性发展系数） 确定其截面尺寸， 然后再按稳定和刚度条件进行验算。当构件的 设计内力较大时， 则宜设计成组合截面工字形梁， 不考虑塑性发展系数， 按照钢结构关于 ’44 第三章栈桥的设计与计算 组合钢梁的设计步骤， 首先应根据经济条件和刚度条件确定钢梁截面的经济高度和最小 高度， 然后确定腹板厚度和翼缘尺寸， 最后再按强度， 稳定 （包括整体稳定和局部稳定） 及 刚度等三方面的条件进行验算。直到完全满足为止。对轴心受力杆件， 应按强度条件设 计截面， 其中受压杆件还应进行稳定验算。无论是受拉或受压杆件， 均应按照 钢结构设 计规范（“） 验算杆件平面内外的长细比。 （’） 节点设计， 应符合受力明确、 传力可靠、 构造简单合理的原则。当采用焊接连接 时， 根据杆件的最大内力， 选择焊脚尺寸和确定焊缝长度； 当采用铆钉或螺栓连接时， 根 据杆件的最大内力， 确定铆钉或螺栓的直径和数量。无论采用何种连接， 均应符合 钢结 构设计规范（“） 中有关规定的构造要求。 （二） 支架结构构件的截面计算 （） 支架结构构件的截面型式， 不论是平面支架或空间支架， 都是由支架的支柱为弦 杆与水平和倾斜的或交叉的腹杆所组成的平面或空间桁架 （参看图 *， 、 ,、 -、 .、 / 及图 ’ ， .） 。常用的支柱截面型式如图 ’ 0， 1 2所示； 而腹杆则往往采用 单角钢或双角钢组成的 3 形，「 形或「形的截面型式 （图 ’ 0， 4、 5、6） 。 图 ’ 0支架结构各杆件截面型式 对于支柱截面， 不论是实腹式或格构式的， 其在两主轴方向的长细比 （即7与8） 均 不相等。主要是因为支架在平面外的计算长度远大于在平面内的计算长度。在支架平 面内， 支柱的计算长度等于其节间长度； 而在平面外 （沿桥的纵向） 的计算长度却等于支 架的全高。关于支柱截面强、 弱轴的位置， 应根据支柱在平面内外等稳定原则来决定。 即将截面的弱轴放在与支架平面相垂直的平面内； 强轴则与支架平面相平行。并尽量使 其两主轴平面内的长细比7与8相接近。这样， 对抵抗支架平面外的偏心弯矩也是有 0 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 利的 （图 “ ， ） 。 支架各构件的连接， 一般均采用焊接， 很少采用铆钉连接和螺栓连接， 这是因为栈桥 承受动力不大， 焊接结构工作可靠， 加工工艺简单， 且能节约钢材。 空间支架是由两平行的平面支架用支撑连系而成。这时支柱在纵横两个方向的计 算长度与其回转半径的比值 （即长细比） 和’是相接近的。 （） 截面设计。支架的立柱， 不论是实腹式柱或是格构式柱， 在平面内均按轴心受压 构件设计； 在支架平面外， 对空间支架的立柱仍可按轴心受压构件设计， 而对平面支架则 应按偏心受压构件设计。设计计算内容均应考虑其强度、 稳定和刚度三方面的要求， 设 计计算方法与钢结构中的轴心受压或偏心受压构件的方法相同。 支架各腹杆的内力一般均较小， 因此截面的确定不必计算， 一般按构造要求， 由杆件 的允许长细比来控制。 （） 柱头和柱脚的设计。应根据支架立柱的实际受力情况设计为轴心受压或偏心受 压柱头； 柱脚的设计， 其底板的尺寸应根据立柱的受力情况和混凝土基础材料局部承压 设计强度来计算。柱脚的型式， 根据实际的受力情况， 可设计轴心受压的柱脚， 也可设计 成能承受一定弯矩的偏心受压的整体式柱脚； 具体方法可参见钢结构中的柱头与柱脚设 计。 第二节钢筋混凝土栈桥的设计与计算 一、 内力分析 （一） 跨间结构构件内力计算 （） 计算单元的选择及计算模型的确定， 可根据具体结构布置来选择和确定。图 “ 轴 至轴 * 为一载重 “,- 封闭式斜井箕斗栈桥， 设有三根等跨带悬臂的纵梁 承受箕斗轮压。可取计算单元及计算模型如图 “ 所示， 其中图 “ ， . 为预 制铰支时取为简支梁， 图 “ ， / 为整体式梁板时取为连续梁。从图 “ 可 看出， 这种双箕斗提升栈桥， 轨距 ““00， 由于采取重叠铺设轨道的措施 （重叠宽度为 **00） ， 从而可以节省桥面宽度。 第三章栈桥的设计与计算 图 “ 钢筋混凝土栈桥简支梁、 连续梁及框架计算模型 栈桥两侧边的纵梁虽未承担箕斗轮压， 但它承受围护砖墙及人行道的均布荷载， 其 计算单元与计算模型的取法与上述承受箕斗轮压的纵梁相似。当为整体式结构， 且其梁 柱的线刚度比 ’ 时， 则纵向框架梁可近似取为连续梁计算， 如图 “ ， ； 当侧 边纵向框架梁为预制的， 与柱为刚接， 且 ’ * 时， 则该纵向框架梁应按多跨连续框架 模型分析 （图 “ ， ） 。 （） 计算简图的简化及内力计算， 对承受箕斗轮压的纵梁， 其计算模型无论是取为简 支梁或是连续梁 （图 “ ， , 及 ） ， 均可按承受移动荷载用结构力学中的方法， 分别 绘出静定梁及超静梁的影响线， 求出其最不利的弯矩与剪力， 对图 “ ， 、 在均布 荷载及其它水平荷载作用下的连续梁或框架， 可用结构力学中求解超静定结构的一般方 法 （可分别采用弯矩分配法及 - 值法） 进行计算。 （二） 支架结构构件的内力计算 （） 计算单元及计算模型的建立。由图 “ 平面图中轴 至轴 . 即可看出， 箕 斗纵向梁及侧边纵梁， 均以各轴线上的框架结构为其支座， 这些单跨多层对称框架， 承受 着包括其结构自重在内的垂直荷载， 同时还承受着水平荷载， 如由跨问结构传来的风荷 /00 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 载 （图 “ ， ） ， 该图也可视为图 “ ， ’、 两图之和， 其中图 “ ， ’ 全部 作用的是垂直荷载； 图 “ ， 则仅作用着水平荷载， 而图 “ ， ’ 中 、 对 称于框架， 它对对称框架的内力没有影响， 因此， 图 “ ， ’ 可仅按作用有均布荷载 “ * 、“ * 及集中荷载 、 进行分析。 图 “ 钢筋混凝土框架式支架计算简图 （） 计算简图的简化及内力计算。具体计算时， 图 “ ， , 还可简化成两个图来 计算 （图 “ ， -、 . 即对称与反对称两种结构） 。因此， 对图 “ ， 所示的计算 简图， 可按图 “ 、 、 -、 . 三种情况分别计算， 并可采用结构力学中的 / 值法、 分层法 或迭代法进行分析。应当指出的是 图 “ ， 的水平荷载也可反向作用于结构； 图 “ ， . 的轮压也可按框架对称轴调换位置， 这一特点在进行最不利内力组合时必须 011 第三章栈桥的设计与计算 考虑。 二、 截面设计与计算 跨间结构及框架横梁一般均按受弯构件进行截面配筋设计。框架柱应按偏压构件 进行对称配筋计算。由于箕斗轮压不大， 受行走箕斗作用的梁不进行疲劳强度验算。但 应按移动荷载的受力特点加强各截面及节点的构造配筋。 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 第四章胶带输送机走廊的设计与计算 第一节钢走廊的设计与计算 一、 内力分析 （一） 跨间结构构件内力计算 （） 走廊屋盖与楼面的内力计算， 当跨间承重桁架的节间长度较小 （例如“） ， 而 走廊的宽度较大 （例如“） 时， 屋盖可不设檩条， 屋面板直接支承在屋面横梁上， 当屋面 板为预制钢筋混凝土板时， 可按简支板计算； 当屋面板为木板时， 可按两跨连续板计算。 当主桁架节间长度较大而走廊宽度较小时， 可采用短向板。有时为了屋面排水的需要， 沿长廊纵向设置屋面木檩或钢筋混凝土檩条。不论采用哪种屋盖构造， 屋面板所受的荷 载有 板自重、 保温层及防水层自重、 雪荷载、 屋面施工及检修活荷载 （雪荷载与施工检修 活荷载不同时考虑， 一般取其较大者） 。对于钢筋混凝土屋面板， 还应按跨中作用 ’* 的集中荷载进行强度校核； 对于木屋面板， 则应以在 ’ 的板宽内承受全部施工检修活 荷载来进行强度校核。 钢走廊的楼板往往采用现浇钢筋混凝土板或预制钢筋混凝土板， 设计时可根据结构 布置情况分别按简支板或连续的单向板计算， 其计算跨度可取为支座中心线间的距离。 全部内力可查有关表格进行计算 （详见 建筑结构静力设计手册 ） 。 （“） 横梁的内力计算。横梁承受屋面或楼面传来的均布荷载或输送机设备的集中荷 第四章胶带输送机走廊的设计与计算 载， 一般按单跨简支梁计算。如图 “ ， 、 、 ’ 所示。其中图 “ ， 为屋面梁 计算简图； 图 “ ， 、 ’ 分别为单输送机单侧人行道和双输送机中间人行道时的横梁 计算简图。 图中各种荷载的设计值可按下列各式计算 胶带输送机 （或刮机） 作用于横梁上的集中荷载 ’（设计值） ’ “’ ， * （“ ） 式中 “’ 输送机和货载重量， 由表 “ ， 表 “ 查取， * , -； 跨间主承重桁架的节间长度， -； 荷载分项系数， 考虑机架和煤重的综合作用， 取 ./。 图 “ 楼、 屋面横梁计算简图 人群及活荷载的设计值“0 “01“ 0* ， * , -（“ ） 式中 “ 0* 根据 煤炭工业设计规范 查得的均布活荷载标准值， * , -； 1 可变荷载分项系数， 取1 .。 走廊楼板自重 （当有保温材料时应分项列入） 与横梁自重之和2 23（2*4 *） ， * , - （“ /） 式中 2* 走廊楼板及保温材料重量标准值， * , - ； * 横梁自重标准值， * , -； 3 永久荷载分项系数， 取3 .。 当走廊有倾角时 （一般胶带输送机走廊倾角可在 “5 6 75之间） ， 横梁应按斜弯曲构 件计算 （图 “ ， ） 。横梁一般均采用轧制工字钢或槽钢， 由于其斜向刚度较小， 当 走廊倾角较大时， 往往在横梁强轴 平面内设置辅助拉杆， 以减少其在斜向的跨度， 如图 “ /， 中虚线所示的杆件 ’ 即是。只有当楼板采用预制钢筋混凝土， 且安装 “87 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 时板与横梁有三点以上焊接， 或楼板为现浇整体式板时， 才可忽略其斜向分力的影响。 图 “ 横梁斜弯曲及拉杆位置 （） 桁架内力计算。桁架上下弦各节点上承受的荷载主要是 通过横梁传来的屋面 及楼面荷载及桁架上下弦平面内的支撑自重， 围护结构墙体的重量只考虑传给下弦节点 上。上下弦节点荷载， 可按下列各式计算 上弦节点荷载 ’ ， 可按下式计算 ’ ’ *, -, . ， /0 （“ ） 式中’ * 跨间结构及上弦支撑的自重， 平均分配在上下弦节点上的荷载设计值 （图 “ ） ， /0； ’ * “* （“ ， 1） “* 跨间结构桁架 （每榀桁架重， 包括支撑在内） 自重设计值， 其值由式 （“ ） 或式 （“ ） 计算并乘以荷载分项系数2， 一般取2 3， /0 4 5； - 屋盖材料的自重所产生的节点荷载， /0； - “- （“ ， 6） 78 第四章胶带输送机走廊的设计与计算 屋顶结构的自重设计值， “ ； “ 走廊的宽度， ， ’ 节点上的屋面活荷载设计值， “； ’ “ （* , ,， -） 屋面活荷载设计值， “ 。 图 * , .抗风桁架及门架计算简图 下弦节点荷载 ’/， 可按下式计算 ’/ ’012 32 4（* , 5） 式中’01 跨间结构及下弦支撑自重， 平均分配在上、 下弦节点上的荷载设计值， “； ’01 01 （* , 5， 6） 78 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 由围护墙自重作用在节点上的荷载设计值， “； “（ ’ ’ ， *） “ 围护墙自重， “ , -； * 楼面横梁传至节点的荷载设计值， 由图 ’ ’ ， *、 . 楼面横梁计算 简图求得。 其它符号的意义和规定同前式 （ ’ ’ ） 。 当跨间主承重结构自重不按式 （ ’ - ’ ） 及式 （ ’ - ’ -） 计算时， 则作用在桁架 上、 下弦各节点的荷载设计值应另行计算， 计算方法与上述相似。 桁架上、 下弦的节点荷载求出后， 即可按结构力学中的图解法或数解法计算各杆件 的内力。钢桁架一般可不计算其次应力， 在需要计算时可参考 结构力学 中关于桁架次 应力的计算方法。 （） 抗风支撑内力计算。跨间结构主承重桁架上、 下弦平面内的两榀水平桁架， 承受 走廊跨间结构的侧向风荷载作用， 计算作用于其迎风和背风面桁架的节点荷载时， 忽略 构件支座的连续性而按简支构件计算。参考图 ’ ’ - 及图 ’ ’ /， 并按下式计算 01 - （ ’ ’ 2） 式中0 抗风桁架节点风荷载设计值， 迎、 背风面分别计算， “； 作用走廊侧壁单位面积上， 并经风压体型系数及高度修正系数调整后 的风压标准值， “ ,-； 1 可变荷载分项系数，1 3。 抗风桁架一般均设计成交叉腹杆形式， 属超静定结构， 但在内力计算时， 常以单斜杆 的静定桁架进行分析。图 ’ ’ /， *、 . 即为其计算简图。当反风向时， 则计算简图也应 该反向， 即将荷载反向作用于节点上， 在图 ’ ’ /， 4、 5 中以虚线斜杆为拉杆、 实线斜 杆为零杆来进行内力分析。 当走廊宽度较大， 为避免支撑之斜腹杆过长， 往往在上、 下弦平面支撑内各增设两辅 助弦杆以形成两榀支撑桁架 （图 ’ ’ /， 5） ， 两榀桁架之间以直杆相连。其内力分析采 用下述近似方法计算 即以四榀高度等于 的水平桁架叠置在一起， 共同抵抗由于水平 风荷载所产生的总弯矩值 ’,46， 作为弦杆所承受的最大内力值， 其余各腹杆也可近似地 按此最大内力设计， 同时还应满足各该杆允许长细比的要求以确定其截面。 由风荷载产生的水平最大弯矩值为 ’,46 7 - （ ’ ’ 8） /97 第四章胶带输送机走廊的设计与计算 式中 跨间结构的投影高度， ； “ 跨间结构即走廊的跨度， 。 其余符号的意义和规定同前， 同式 （“ “） 中规定。 弦杆及辅助弦杆的最大内力为 ’ “ “ * *“ （“ ） 当风向改变时， 上述内力将改变符号， 辅助弦杆一般应按压杆设计。 各种抗风桁架的竖杆， 一般均由楼、 屋面横梁代替， 设计横梁时， 应将横梁作为抗风 桁架竖杆的内力考虑进去。 （,） 门架的内力计算。其计算简图如图 “ ， - 所示， 走廊屋盖标高处抗风支撑 桁架的压力作用于双铰刚架横梁水平处 ’.， 走廊楼面标高处水平抗风支撑桁架的压力 直接传给下部支架结构， 对门架不引起内力。作用于横梁水平处的 ’.， 可用下式计算 ’. “ * （ “）（ “/ 0“）（“ 1） 式中 抗风桁架节点数 （图 “ ， 2、 3） 。 双铰刚架在刚架顶部水平集中力作用下的 、 、 如图 “ ， -、4、 5 所示。其 立柱 “ *、 为跨间主桁架的竖杆， 与横梁 * 均应按压弯构件来设计。当桁架有 纵向倾角时， 横梁应按在两主轴平面内的压弯构件设计。 （二） 支架的内力计算 胶带输送机走廊的支承结构 支架， 也分平面支架及空间支架两种。空间支架也 可分解为平面支架进行简化计算。平面支架的内力计算， 与钢栈桥支架的内力计算基本 相同。所不同的是在荷载的计算有差别。 竖向荷载作用下的计算与第二类矿车栈桥相同， 即按胶带上全部满载的均布荷载进 行计算。 当走廊的纵向各跨度相等时， 作用于一个中间支架上的水平风荷载为按式 （“ 1） 计算的 倍。 支架在竖直荷载及水平荷载作用下的计算简图可按图 “ “ “,， ’ 或图 “ “ “,， 2 画出如图 “ 所示。图 “ ， ’、 2 分别为竖向及水平荷载作用下的计算 简图， 其基本结构可取为外部静定内部一次超静定， 则可求出其内力； 图 “ ， 2 为 水平风荷载作用时的简图， 当反风向时， 其内力符号将与原来相反； 图 “ ， 6 为验算 整体倾覆稳定时的简图， 验算方法可参考式 （“ *） 7 式 （“ 1） 进行。支架顶点 的侧移值可参考式 （“ “） 及式 （“ ““） 计算。 1 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 图 “ 胶带输送机钢走廊支架计算图 二、 截面设计与计算 走廊跨间结构中楼、 屋面板， 目前多采用预制或现浇钢筋混凝土板， 可设计成简支 的、 连续的单向或双向板， 很少采用木板或钢板。采用石棉水泥瓦及相应保温层作屋、 墙 面围护结构， 以减轻自重。 楼、 屋面横梁一般根据强度和稳定条件设计截面， 并可考虑截面塑性发展系数及 ， 可设计成轧制工字钢或焊接工字形截面， 或者由单槽钢、 双槽钢组合而成的截面， 这 些截面中宜优先采用轧制型钢， 这不仅经济， 而且加工制造都比较简单。 横梁的刚度应保证在正常工作时， 其挠度不大于其跨度的 ’““。 桁架是跨间的主要承重结构， 桁架各杆件截面型式如图 “ 所示。最常用的 是由两个等边角钢组成的 形截面。最经济的是由两块钢板焊接而成的 形截面， 但由 于焊接热应力易使构件发生扭曲变形， 因而只有在具有较高的焊接技术时才得采用。图 “ ， *、 、,为复壁式截面， 一般只用于围护墙为重型砌块或弦杆内力较大时， 显然， 这种截面耗费材料较多。 桁架的弦杆通常设计成不变截面的， 由内力最大的节间用强度、 稳定条件核算， 同时 还要保证两个主轴平面内的刚度， 即应保证“及“均不超过允许值； 对于某些内力较 小的腹杆， 其强度和稳定一般均能得到满足， 这时应保证“及“不超过允许值， 且应满 足构造要求。 -. 第四章胶带输送机走廊的设计与计算 图 “ 钢桁架杆件截面型式 为了保证门架能传递弯矩， 往往采用图 “ ， 、 ’、 所示各种型式的截面， 以保 证在门架平面内 （即绕轴） 具有较大的刚度， 同时还应加强节点构造， 以保证能形成 封闭刚架或双铰刚架。 抗风支撑的辅助弦杆设计， 按杆内最大内力， 由强度及稳定条件核算， 并应保证其两 主平面的刚度； 其它各杆一般均按刚度条件即保证其长细比不超过所规定的允许值， 详见 钢结构设计规范（*,--） 中有关规定。 钢走廊支架的截面型式与钢栈桥支架的截面型式相似， 可参考图 “ . ， / 0 1中 各种型式采用。支架立柱仍按偏压构件的强度、 稳定条件核算， 并允许考虑截面塑性发 展系数“2和“3的影响， 同时应满足支架平面内外的刚度要求， 即应保证其2及3不 超过所规定的允许值； 支架顶梁除保证强度、 稳定及刚度条件外， 还应特别加强其节点构 造， 以保证两立柱能整体工作， 可靠地传递跨间结构传来的支座压力。 支架其它腹杆一般受力不大， 除少数杆件需按受力控制其截面外， 包括空间支架支 撑杆件、 走廊纵向支撑杆在内， 均可以按各杆的允许长细比来设计截面。 支架柱柱头和柱脚可根据具体情况设计成轴心受压的或偏心受压的， 设计方法与钢 栈桥支架柱头和柱脚的设计方法相似。 45- 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 第二节钢筋混凝土走廊的设计与计算 一、 内力分析 钢筋混凝土走廊有现浇式、 装配整体式及全装配式三种形式。走廊的围护结构， 目 前多采用砖砌体、 现浇式或装配式钢筋混凝土屋盖。其内力的分析计算略有差别。现浇 整体式单胶带输送机走廊宽度“ 时， 可取如图 ’， 、 所示的计算单元及计算 模型， 走廊楼盖纵梁 一般取为连续梁计算， 只有当沿纵向梁柱线刚度比 “* “, 时， 才需沿纵向取出框架来分析其梁柱内力； 装配整体式钢筋混凝土屋盖的内力应按施 工和使用两阶段的荷载进行分析计算， 并用两者中的最大内力计算配筋量； 跨间结构采 用装配式钢筋混凝土结构时， 一般都按简支梁板进行内力计算。 图 ’钢筋混凝土走廊计算单元及计算模型 跨间结构为钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土桁架时， 其内力计算与一般同类屋架一 样， 即按两端简支的静定铰接桁架， 在节点荷载作用分析其各杆轴力； 当上、 下弦节间有 -./ 第四章胶带输送机走廊的设计与计算 集中荷载时， 应计算上、 下弦在集中荷载及自重作用下的主弯矩， 图 “ ， ’ 所示 为其计算简图； 图 “ ， 为静定铰接桁架简图； 图 “ ， *、 分别为该桁架上弦 及下弦杆等截面连续梁计算简图。内力分析可用弯矩分配法计算， 后者也可取五跨连续 梁查表计算其主弯矩。然后再计算由于桁架上、 下弦各节点的线位移而产生的次弯矩 （次剪力和次轴力可忽略不计） ， 当为预应力钢筋混凝土结构时， 还应计算由于张拉预应 力钢筋而引起的反向次弯矩， 最后将各杆的主、 次弯矩分别叠加， 即得桁架各杆之计算弯 矩。计算分析表明， 这类结构， 由于预应力的反向次弯矩的影响， 且桁架内部杆件布置为 等边三角形， 其各杆的最后次弯矩均较小， 因此， 对桁架起主要作用的仍是主弯矩。 图 “ 预应力钢筋混凝土平行弦桁架计算简图 , 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 跨间结构采用箱廊时， 由于其抗扭刚度很大， 且其自重比活荷载大很多， 因而内力分 析可按平面杆系结构进行， 即沿纵向取为简支梁、 沿横向取为封闭框架计算其弯矩、 剪力 和轴力， 作为设计计算构件截面的依据。图 “ 即为图 “ ， ’ 中一跨的计算 简图， 其中折线形箱廊， 由于其折角， 故仍可按直梁计算。 图 “ 钢筋混凝土箱廊计算简图 预应力钢筋混凝土箱廊的内力计算与普通钢筋混凝土箱廊相同。其截面设计应按 预应力钢筋混凝土设计原理从施工阶段到使用阶段进行应力变化的验算。 钢筋混凝土走廊跨间结构楼、 屋盖可采用现浇整体板； 也可采用预制钢筋混凝土板， 当其与横梁及主纵梁有可靠连接时， 均不需设置支撑。当需设置支撑时， 其结构布置与 内力计算与钢走廊的支撑基本相同， 可参考有关内容设计计算。 钢筋混凝土走廊支承结构 框架的内力分析 均按结构力学的方法分析。垂直荷 载作用下采用分层法计算； 水平荷载作用下采用 值法计算。当采用装配整体式框架柱 时， 还需验算施工阶段的稳定性， 其验算方法可参照 升板建筑结构设计与施工暂行规 定 中柱在提升阶段时的验算方法进行。 二、 截面设计与计算 钢筋混凝土走廊当采用梁板及桁架为其跨间结构， 框架为支承结构时， 各杆件截面 尺寸按钢筋混凝土结构设计原理和方法计算确定， 同时应该满足构造要求。对于箱廊截 面尺寸的确定， 可根据国内外有关设计经验进行 第四章胶带输送机走廊的设计与计算 箱体的高度和宽度， 一般均由工艺要求的最小构造尺寸决定 （见表 “ ） 。顶、 底板及侧壁厚度约为 ““ 左右， 箱体全高为 ““， 箱宽 “’““ ““。 箱梁桥中， 常用高跨比 * “， 国外已建大跨度预应力箱廊的高跨比为 * ,“。因此， 单胶带输送机箱廊， 其箱体高 ““， 即使采用普通钢 筋混凝土箱廊， 其跨度为 ’ 时， 其高跨比 * -. / ， 完全可以满足受力要 求和 ““ 相对挠度的要求。 箱体的宽度一般均大于其高度 （采用双层胶带时例外） ， 其高宽比 “ * “-0 “-.0， 因而箱廊中可以不考虑整体稳定。 表 “ 箱体尺寸表 胶带宽度 .““ 1““ “““““““““ 箱体净宽 .““““,““,.““,0““ 箱体净高 ““ 箱廊的局部尺寸。腹板厚度由其抗剪强度、 局部稳定和施工条件等决定。特别是钢 筋混凝土结构中的局部失稳问题， 国内外尚无完善的理论计算式， 根据国外工程实践经 验， 腹板的高厚比取 2* ,“ “ 的范围内是合适的 （参看图 “ ， 3） ； 翼缘可按 一般板厚考虑， 必要时可以横肋加强； 翼缘和腹板交接处可用加腋过渡。当箱体宽度 “ * , 时， 取 45* “； 当 “ * -. 时， 仍取 45* “， 但应考虑加腋过渡区； 当 “ / -. 时， 则应增设横肋以加强 （45为箱廊上翼缘厚度） 。 钢筋混凝土走廊的跨间和支承结构的截面计算问题， 可归结为拉、 压、 受弯和压弯构 件的正、 斜截面的强度计算， 裂缝开展和挠度验算， 这些问题的分析计算方法， 完全可以 按钢筋混凝土结构的设计原理和方法。 走廊基础可根据地基条件及荷载情况设计成钢筋混凝土单独基础或条形基础。均 可按普通钢筋混凝土结构原理进行设计。 ““0 第十篇矿山栈桥和输送机走廊施工设计实用技术与图集 第五章栈桥和走廊的抗震设计 我国是一个多地震的国家， 而有不少矿山是分布在比较强烈的地震区内， 因此， 设计 地震区的矿山栈桥和走廊时， 为使震害减小到最低限度或免遭损失， 必须考虑地震作用 对其不利影响， 在设计中采取行之有效的措施， 以保证所设计的工程在基准期内， 符合大 震不倒小震不坏的抗震方针。 第一节震害情况及其主要原因分析 栈桥或走廊的震害多发生在砖砌通廊部分， 地震 度区即有所损坏， “ 度区其支承框 架结构即有开裂， 度区震倒较多。一般震害表现在以下几个方面 （） 砖砌通廊部分的顶盖和墙或墙和楼板产生通长的裂缝或错位， 这种裂缝及错位， 在 、 “、 度区内均有发生， 度区一般发生在屋面板与砖墙交接处， 偶尔在墙下部近楼板 处也可见到； “ 度区则上述两种裂缝均较普遍； 度区破坏情况明显加重， 其裂缝分布扩 散到窗洞上下， 且有墙休压碎、 错动、 外倾、 甚至倒塌。 砖墙的另一种裂缝是沿走廊墙体的斜向裂缝， 度区一般在窗洞角部或墙的上部出 现， 在 “、 度区则往往形成上下贯通的斜裂缝， 并导致墙体的滑移。 造成砖墙通长裂缝的原因主要是走廊结构由两种不同性质的材料所组成 （如砖通廊 与钢筋混凝土梁板柱） ， 当竖向震动时， 由于板和墙体的振动不协调， 破坏二者之间连结 而将板与墙体拉开。墙底裂缝以至墙体压碎、 外倾等现象是因为墙体受垂直于墙身的横 第五章栈桥和走廊的抗震设计 向地震力作用后向一侧平面外弯曲失稳破坏的， 走廊纵向两侧墙既无横墙拉结， 屋盖与 墙体又无可靠连接， 稳定性很差， 屋面板自由搁置墙上， 当屋面板下出现通长裂缝后， 两 侧墙不能共同工作， 将各自形成单独悬伸墙， 又处于连续振动场中， 在惯性力的作用下， 促使墙体容易倒塌， 如辽南地震时某化工总厂的走廊砖墙及屋盖的倒塌就是一例。 走廊斜裂缝的产生， 主要由于走廊在其纵向地震力作用下引起的剪切破坏， 这对有 坡度的走廊， 震害更为严重。这是因为 一方面由于墙体自重作用， 存在一种下滑趋势， 这种趋势与纵向地震力共同作用而导致墙体产生斜裂缝； 另一方面由于走廊沿纵向的高 度不一致， 形成刚柔的差异， 在复杂的纵横振动的情况下， 将会使整个结构产生扭转， 这 就更加重了震害甚至倒塌。这也足以说明， 在倾斜的走廊中， 震害出现的斜裂缝一般总 是倾间下端的原因。 （） 走廊与两端建筑物 （特别是较高一端的建筑物） 碰撞而产生破坏。当两座刚度相 差很大的建筑物并列很近时， 由于没有按抗震要求预留抗震缝， 地震时， 两座建筑物的振 幅和频率都不一样， 就要发生碰撞， 产生较大的破坏， 使走廊砖墙上的斜裂缝进一步扩大 加多； 当走廊简支在建筑物的牛腿或梁上时， 通常还可能将牛腿或梁的混凝土劈裂， 通廊 大梁与支架间的连接焊缝也被剪断， 当为装配式结构时， 大梁端部混凝土发生局部脱落； 当为觋浇整体式结构时， 大梁下的支承柱出现斜裂缝。 （“） 走廊支承结构 支架的震害。一般在地震 度和 皮区只有个别支架有不同 程度的破坏； 在 度区其破坏较普遍， 而且较严重， 其震害多表现在装配式框架梁柱节点 一端或两端断裂