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某垃圾焚烧发电厂事故分析


所属栏目:行政管理论文
发布时间:2011-02-26 15:47:58  更新时间:2023-07-04 14:38:51

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  摘要:对某垃圾焚烧发电厂事故进行了分析,认为在存在较大侧向荷载且楼板刚度较小的情况,楼板平面内应力不容忽视,须根据有限元计算确定内力进行设计并加强构造。为类似工程提供参考。
  关键词:侧向荷载楼板平面内应力有限元分析
  一工程概况
  浙江某垃圾焚烧发电厂,为现浇钢筋砼排架结构,抗震设防6度,基本风压0.6kN/m2。综合主厂房由四大部分组成:垃圾卸料平台、垃圾池、焚烧间、烟气净化间。总跨度109米,纵向长度70米,平面图如图一所示。屋顶采用钢屋架结构,总高度38米。右侧垃圾卸料平台为两层,7米以下为多跨框架,7米以上为单跨排架,与垃圾池整体浇注在一起,焚烧跨左侧采用钢格构柱,屋顶钢屋架铰接。左侧烟气净化间分缝脱开。剖面如图二所示。结构采用混凝土强度等级C25。

综合主厂房平面图
  二、出现问题及分析
  本工程于2003~2004年设计施工,投产后不久,即出现垃圾池变形。垃圾池南北两侧池壁外鼓,框架梁及框架柱均变形严重,被巨大的剪力剪断。
  垃圾池内堆积大量垃圾,会对垃圾池壁产生比较大的侧向压力。根据CJJ90-2009生活垃圾焚烧处理工程技术规范,垃圾池应采用现浇钢筋混凝土结构,宜与垃圾焚烧主厂房结构分开。如果采用此方案,形成一个独立敞口的池子,首先要增设两排柱子,使厂房排架柱和垃圾池间形成狭长通道,即浪费占地面积,又不便布置建筑和工艺设备;此外为保证池壁刚度,池壁厚度须按高度的1/20取值,由于垃圾池高度在20米左右,而且长度达几十米,垃圾池的钢筋混凝土用量会非常可观。故垃圾池多采用与卸料平台整浇,以垃圾池四周的楼板作为垃圾池壁的支撑,可将垃圾池壁视为连续板,减小池壁的计算高度,这样可大幅减小壁厚及钢筋用量。

 左侧烟气净化间分缝脱开剖面图
  本工程原设计将垃圾池周围的楼板采用刚性楼板假定,降低了垃圾池壁的计算高度,也忽略了楼板平面内内力。采用垃圾池壁厚250mm,扶壁柱截面400×400mm,框架梁截面250×300,外侧框架柱截面400×700,楼板厚度120mm,楼板配筋单向一级ø8@200。
  如果将7米楼板作为垃圾池壁的支撑,则楼板承受巨大的侧向荷载,形成了一个深梁,须满足深梁构造,本工程板厚及配筋均不符合深梁要求,没有配筋的楼板起不到承受荷载的作用。
   垃圾池壁楼板承受荷载图

楼板中应力
   采用etabs对工程进行有限元分析,楼板中应力如图三所示。由图可见,垃圾池左右两侧,由于楼板较宽,楼板内侧为压应力,外侧为拉应力,垃圾池上下两侧,由于楼板仅有1.6米宽,楼板中Y向为巨大的压应力,X向为较大的拉应力。图四为7米平台框架梁轴力图,在垃圾侧向荷载作用下,上下1.6米宽的楼板按深梁计算,致使外侧框架梁轴力达1800kN,楼板和框架梁均需要极大的配筋。垃圾池上下外侧框架柱弯矩见图五。如图所示,垃圾池传至框架柱上有非常大的弯矩和剪力。
  由计算结果可以看出,垃圾池存在巨大的侧向推力,本工程墙厚250mm,扶壁柱长细比达150,其平面外刚度可忽略不计。则侧向荷载首先传至楼板,由于楼板厚度仅120mm,且单向配筋一级ø8@200,远远达不到受力要求,故楼板首先破坏,然后上千千牛的侧向荷载传至250×300mm的框架梁和400×700的框架柱,导致梁柱接连被剪断。
  此后的昆山一期二期垃圾焚烧发电厂,在结构设计中,将垃圾池周围楼板加厚至200mm,双层双向配筋,形成一个封闭的深梁。由于楼板自身刚度足够大,大幅减小了框架所受荷载,满足了设计要求。如今工程已经投产,未出现类似事故。
  三结语
  在垃圾焚烧发电厂厂房项目中,垃圾池的布置使结构变得很不规则。如果将垃圾池与主体结构整体浇注,则垃圾池侧向荷载在楼板中产生的平面内内力不容忽视,须进行有效分析,确定内力值,并将楼板按深梁构造,配筋须满足计算及构造要求。
  
  参考文献:
  [1]刘美琴,城市垃圾发电项目主厂房结构介绍。建筑与结构设计。
  [2]CJJ90-2009,生活垃圾焚烧处理工程技术规范。
  



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