輸煤棧橋作為輸送骨料的主要型式,在煤礦、選煤廠、火電廠等工業(yè)領(lǐng)域使用十分廣泛。由于棧橋在運(yùn)營期間長期受到機(jī)械振動影響,導(dǎo)致棧橋振動響應(yīng)過大。因此本文以檸條塔煤礦輸煤棧橋為研究對象,利用結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論計算與數(shù)值分析軟件計算得到了棧橋的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng),對比檸條塔棧橋的實際監(jiān)測情況,判斷其計算結(jié)果的合理性,具體工作及主要結(jié)論如下:1.介紹輸煤棧橋的結(jié)構(gòu)組成及特點,根據(jù)棧橋結(jié)構(gòu)特點棧橋視為簡支梁,煤荷載視為多點移動簡諧集中荷載,利用結(jié)構(gòu)動力學(xué)Euler-Bernoulli梁基本理論,得到簡支梁在移動簡諧力作用下的位移響應(yīng)解析式。利用MAPLE數(shù)學(xué)計算軟件,計算得到檸條塔棧橋三種典型跨度棧橋(30m,33m,39m)的豎向振動響應(yīng)曲線。分析了梁體自身參數(shù)對其結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響,得到了梁體質(zhì)量越小,結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)就越小;梁體剛度越大,結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)越小的基本規(guī)律。因此,可在棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計中,通過適當(dāng)降低梁體結(jié)構(gòu)自重,或加強(qiáng)梁體結(jié)構(gòu)剛度來減輕結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。2.通過對檸條塔棧橋現(xiàn)場動力響應(yīng)監(jiān)測,得到了棧橋不同工況條件下的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)值,選用相應(yīng)的振動控制標(biāo)準(zhǔn),對檸條塔棧橋?qū)崪y數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,判斷棧橋運(yùn)行期間的安全性。3.運(yùn)用數(shù)值分析軟件對檸條塔煤礦輸煤棧橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析、時程分析、頻域分析,從而獲得輸煤棧橋的動力響應(yīng)規(guī)律。在模態(tài)分析中,得到了棧橋結(jié)構(gòu)一階振型是水平向振動,二階振型是豎向彎曲,三階振型為橫向扭轉(zhuǎn),并對影響棧橋自振的因素做了分析探究。在時程分析中,獲得了 30m,33m,39m三種跨度的棧橋結(jié)構(gòu)豎向位移及豎向加速度的最大值。在頻域分析中,發(fā)現(xiàn)了皮帶運(yùn)輸機(jī)從停機(jī)至正常工作狀態(tài)的過程中,棧橋結(jié)構(gòu)在低頻率(2-4Hz)段會發(fā)生明顯的共振現(xiàn)象。4.對棧橋結(jié)構(gòu)計算的解析解,數(shù)值解以及現(xiàn)場的實測值對比分析,結(jié)果表明理論值與模擬值均小于實測值,但相差不大,證明了理論計算與數(shù)值計算的適用性,對實際工程設(shè)計中具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD57
【部分圖文】：

（c）上承式棧橋 （d）下承式棧橋圖 2.2 棧橋的分類2.1.2 輸煤棧橋結(jié)構(gòu)組成及受力特點當(dāng)下輸煤棧橋結(jié)構(gòu)的主要形式是型鋼桁架—混凝土框架柱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有很多年的工程實踐經(jīng)驗，技術(shù)成熟，安全可靠，具有經(jīng)濟(jì)型和適用性雙重優(yōu)勢。這種結(jié)構(gòu)上部桁架的主要承重部件多選用雙角鋼或工字型鋼。其中，鋼桁架不僅起到承載荷載的作用，還為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)提供了骨架，故常常用在封閉式輸煤棧橋。上部鋼桁架是由兩個側(cè)面的承重鋼桁架和上、下弦水平支撐組成，鋼桁架由上弦桿、下弦桿及腹桿三部分組成，其中，鋼桁架弦桿為連續(xù)桿，腹桿通過節(jié)點板與弦桿連接。為確保棧橋有足夠的空間剛度，在頂部用檁條與兩桁架的端豎桿構(gòu)成門型剛架，并且在超大跨度棧橋門形鋼架角部安裝設(shè)置隅撐用來進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)剛度，以保證棧橋的橫向穩(wěn)定性。棧橋兩側(cè)及屋面常常使用輕型壓型鋼板作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，組成一個由承重桁架和上、下弦水平支撐桁架構(gòu)成的空間桁架體系。下面扼要介紹輸煤棧橋各種組成部分的作用和特點。1.承重桁架

若設(shè)置為單數(shù)時，則中央節(jié)間應(yīng)使用交叉式腹桿理性，桁架腹桿與弦桿間的夾角多采用 35~55°。棧橋桁修通道的寬度來進(jìn)行確定。棧橋桁架的高度常常與外部，一般非預(yù)應(yīng)力桁架高度取結(jié)構(gòu)跨度的 1/8~1/12。a）一拉一壓型布置 （b）全壓型布（c）全拉型布置圖 2.3 桁架受力形式平支撐上下弦支撐多采用交叉支撐體系或 K 形支撐體系（如荷載，并將水平荷載傳遞到端部門架，進(jìn)而傳遞給支座構(gòu)整體剛度，減小弦桿平面外計算長度的作用。

圖 2.5 移動荷載列作用于簡支梁含義如下:di 表示為第 i 個荷載至第一個荷點，則梁體范圍坐標(biāo)表示為 0≤x≤L。令 P1(荷載列以固定的速率 v 通過橋梁，則iidtv 動荷載列以固定速率通過等截面簡支梁橋，響應(yīng)線性疊加，可得梁體的振動微分方程為221sin( ) [ ( )]Ni j ii y ym c p t x v t tt t Dirac 函數(shù)。EI 為梁截面的抗彎剛度；m 為梁阻尼系數(shù)，假定為 Rayleigh 阻尼，具有振行求解，將簡支梁結(jié)構(gòu)的幾何坐標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)檎?( , ) ( ) ( )i iiy x t x q t
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2856867