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大型焦爐基礎結構應變測試研究

來源:南京聚航科技有限公司   2025年03月14日 11:58   19

大型焦爐可減少出爐次數,減少裝煤和推焦的陣發性污染,改善煉焦生產操作環境,具有明顯的優勢。雖然中國在焦爐的大型化取得了巨大成就,但仍有許多方面需要改進。總結多年設計、施工和生產的經驗,發現鋼筋混凝土梁柱板的配筋仍有優化余地,特別是跨高比較小的深梁。以某新建的2座N型焦爐基礎結構為研究對象,對主要受力構件的受力鋼筋進行應變測試,得到不同荷載工況下構件的實際應變值,再根據應變值計算出主筋的應力水平,從而了解構件的實際受力情況及承載力儲備情況,為焦爐結構設計優化提供了可靠依據。

試驗工況

鋼筋混凝土部分的測試工作主要分為3個階段

1. 焦爐的主體結構施工完成后稱為工況一。此時焦爐并未工作,只有主要生產設備的自重荷載,無溫度效應和生產荷載,這種工況的主要工作是檢測系統的平衡,并將此時的鋼筋應變歸零。

2. 焦爐烘爐期間稱為工況二。此時,焦爐結構所處環境溫度升高,預計基礎框架鋼筋混凝土構件內部溫度可達80-120℃,但此時并未進行生產,無生產荷載,該工況的主要工作是在工況一的基礎上進行測量,得到由于溫度升高造成的鋼筋應變變化。

3. 焦爐正式投產后稱為工況三。此時焦爐處于正常工作狀態,與工況二相比,增加了生產荷載(包括部分設備荷載),該工況主要工作是以工況一為基礎進行測量,得到由于溫度和生產荷載共同作用下的鋼筋應變變化。

結構應變測試

應變儀的測量電路一般采用惠斯頓電橋,由于測量的是簡單的拉伸壓縮或彎曲應變,且為了共用溫度補償片,本項目選用1/4電橋測量,該電橋線路連接簡單,信號靈敏度高。

儀器采用南京聚航科技有限公司的JHDY動態應變儀,多通道選擇,所有通道同步采樣,采樣頻率軟件設置,不隨通道數遞減。軟件操作,可直接顯示被測物理量,無需復雜的變化計算。

測試數據及分析

綜合本項目測試數據,根據焦爐基礎框結構的工作特點,得到以下測試結論。

1、在工況二作用下,柱內應力水平集中在15MPa以下,雖然溫度荷載的作用比較明顯,但其應力水平總體處于較低狀態。對于梁跨中底部鋼筋,多處于受拉狀態,應力值多集中在10-25MPa范圍內。對于板底部鋼筋,同樣多處于受拉狀態,應力值多集中在20-40MPa范圍內。對于柱端的應力作用狀態,*一榀柱子頂部外拉內壓;第二榀頂部內外均壓,根部變為外拉內壓;第三榀頂部內外均壓,根部外壓內拉。

2. 在工況三作用下,柱內應力水平多集中在10-25MPa范圍內,與工況二相比,應力值增加幅度從10-20MPa不等,雖然應力值增加幅度較大,但是總體應力水平仍處于設計值的10%左右。對于梁跨中底部鋼筋,大部分處于受拉狀態,且應力值多集中在30-45MPa。對于板底部鋼筋,多處于受拉狀態,應力值多集中在40-65MPa,個別板跨其底部鋼筋應力值由受拉變為受壓,出現反拱現象。對于柱端的應力作用狀態,*一榀柱子頂部外拉內壓;第二榀頂部內外均壓,根部外壓內拉;第三榀頂部和底部均處于完*/受壓狀態。

目前,大容積頂裝7m焦爐基礎結構已廣泛應用于技術改造項目中,這些焦爐基礎結構自投產運行至今安全可靠,各項指標滿足焦爐工藝及正產生產使用要求。

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