一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板及其设计方法技术

本发明专利技术涉及一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板及其设计方法，与现有技术相比解决了重载车通过浅埋廊道上方对浅埋廊道造成损坏的缺陷。本发明专利技术的承重跨越板包括左支撑地基梁、顶板和右支撑地基梁，顶板为钢筋混凝土单向受力板，左支撑地基梁和右支撑地基梁分别安装在顶板的两侧，左支撑地基梁和右支撑地基梁分别通过垫层安装在两个强化地基上，顶板的下表面为凹形结构，顶板下表面的标高高于浅埋廊道上表面的标高，顶板的下表面与浅埋廊道的上表面之间设有空腔。本发明专利技术避免了重载车下压力对已有浅埋廊道结构的损坏，同时避免了传统廊道结构加固的方式对廊道运行造成的影响。

A Design Method of Heavy-haul Vehicle Crossing Plate for Shallow-buried Corridor of Underground Coal Transportation in Thermal Power Plant

【技术实现步骤摘要】
一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板及其设计方法
本专利技术涉及火力发电厂
，具体来说是一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板及其设计方法。
技术介绍
随着我国环境保护力度的加强和节能减排工作的大力开展，粉尘的排放控制日益受到重视，形成一系列火力发电厂露天煤场的防尘封闭改造项目，而在煤场封闭改造的工程中一般都伴随着煤场区域道路的重新规划。通常，在煤场区域附近布置有地下输煤廊道，且煤场区域道路多用于通行重载输煤车辆，其可能会出现重新规划的重载输煤车辆所行驶的厂区道路需要通过地下输煤廊道(浅埋廊道)的上方。由于已建浅埋廊道埋深较浅且原设计并未考虑重载车辆通行的荷载，重车通行时，浅埋廊道顶面及侧壁都存在安全隐患，部分工程经验算已经超过了结构的承载力极限和正常使用极限，如采取直接对道路下方廊道进行结构加固的方式，加固施工势必导致地下廊道长时间的运行中断，且费用较高、可靠性较差。另外，针对于不同规模的煤场而言，其涉及通行重载车辆的载(自)重也存在较大差异，以致于在浅埋廊道上的加固并不是简单的加放垫板即可实现。因此，如何研究出一种重载车通行的跨越板及其设计方法已经成为急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中重载车通过浅埋廊道上方对浅埋廊道造成损坏的缺陷，提供一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板及其设计方法来解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，包括浅埋廊道，还包括承重跨越板，所述的浅埋廊道两侧侧壁外均设有强化地基，承重跨越板安装在两个强化地基上，承重跨越板的顶部超出地面，承重跨越板的下表面为“几”字形；所述的承重跨越板包括左支撑地基梁、顶板和右支撑地基梁，顶板为钢筋混凝土单向受力板，左支撑地基梁和右支撑地基梁分别安装在顶板的两侧，左支撑地基梁和右支撑地基梁分别通过垫层安装在两个强化地基上，顶板的下表面为凹形结构，顶板下表面的标高高于浅埋廊道上表面的标高，顶板的下表面与浅埋廊道的上表面之间设有空腔。所述的浅埋廊道两侧侧壁外填土均压实处理为强化地基。所述的浅埋廊道两侧侧壁外填土均换填砂石自然放坡处理为强化地基。所述的左支撑地基梁、顶板、右支撑地基梁为钢筋混凝土整体浇筑结构。所述的左支撑地基梁上表面与地面之间设有坡道。一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板的设计方法，包括以下步骤：重载车轮胎下压力的应力传递分析：根据重载车轮胎对承重跨越板的下压力，分析承重跨越板的应力传递过程、浅埋廊道两侧侧壁的附加应力；进行承重跨越板的设计：根据浅埋廊道的尺寸设计承重跨越板及强化地基尺寸。所述的重载车轮胎下压力的应力传递分析包括以下步骤：轮胎轮压计算参数设置，设定重载车辆轮压P(kN)；设定车辆轮压P通过车轮集中传递到顶板上，轮压集中荷载P在顶板上宽度为b(m)、长度为a(m)的范围内均匀分布，将集中荷载P等效为作用在顶板上的每米板带均布荷载q0(kPa/m)，计算等效板带垂直于顶板跨径方向，轮压分布范围参数a、b计算方法如下：沿顶板跨径方向的分布宽度b的取值：b＝b1，垂直顶板跨径方向的分布宽度a的取值：车轮作用在板的跨径中部时，车轮作用在板的支撑处时，a＝a1+h，其中a1(m)、b1(m)为垂直于顶板跨径和平行于跨径方向的车轮着地尺寸；l(m)、h(m)为顶板的计算跨径、顶板厚度，l取决于需要浅埋廊道的实际宽度B(m)，当地下廊道宽度B≤6m时取l＝B+3，当地下廊道宽度6＜B≤10m时取l＝B+4，顶板厚度顶板沿跨度方向定位与下方浅埋廊道宽度方向中心对齐；顶板每米板带宽度上作用的均布荷载q0，通过左支撑地基梁和右支撑地基梁传递，在强化地基顶面产生条形均布荷载p0(kPa/m)，其中，c(m)为左支撑地基梁和右支撑地基梁的截面宽度，当地下廊道宽度B≤6m时取c＝2，当地下廊道宽度6＜B≤10m时取c＝3，N为同时作用在顶板4上的车轮个数；浅埋廊道侧壁水平附加应力σx计算参数设置，条形均布荷载p0作用在强化地基顶面上，均布荷载中点与浅埋廊道侧壁之间的水平距离为x(m)，左支撑地基梁或右支撑地基梁底面至廊道侧壁任意高度A点的垂直距离为z(m)，条形均布荷载p0作用通过强化地基向下传递水平附加应力σx；条形均布荷载p0在廊道侧壁任意高度A点产生的水平附加应力σx，其计算公式如下：其中，随着A点深度变化z变深，σx逐渐减小。所述的进行承重跨越板的设计包括以下步骤：设定As、A's为顶板跨径方向底部、顶部纵向钢筋截面面积，顶板跨径方向每米板带配筋设计方法如下：α1fcbx＝fyAs-f'yA's，其中，M为q0作用下最大跨中计算弯矩设计值,；fc为混凝土轴心抗压强度设计值，具体数值根据所用混凝土强度等级查询相关规范得知；α1为系数，当混凝土强度等级不超过C50时，α1＝1.0；b为计算板带宽度1m；a's为顶部纵向钢筋合力点至顶板顶面的距离，as为底部纵向钢筋合力点至顶板底面的距离：当纵向钢筋一排布置时as＝a's＝0.045，当纵向钢筋两排布置时as＝a's＝0.07；h0＝h-as；设定垂直于板径方向配筋按照直径20的钢筋间距200mm构造设置；左支撑地基梁和右支撑地基梁作为承重跨越板与强化地基的连接，按照刚性体进行设计，地基梁采用浅埋方式，埋深1m，高出地面部分高度0.3m，截面高度H＝1+0.3，即1.3m；地基梁顶部及底部钢筋按照直径20的钢筋间距150mm构造设置，箍筋按照直径12的钢筋间距200mm构造设置；强化地基设计方法：强化地基计算参数设置，强化地基深度为Z,强化后的地基承载力强度为fa，强化前原土的承载力强度为fab：强化地基承载力强度fa满足：p0≤fa；强化前原土的承载力强度fab满足：有益效果本专利技术的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板及其设计方法，与现有技术相比避免了重载车下压力对已有浅埋廊道结构的损坏，同时避免了传统廊道结构加固的方式对廊道运行造成的影响；通过本专利技术所述的设计方法，使得针对不同规格的重载车能够设计出不同规格的跨越板，进一步保证了重载车通行安全性。当有重载车辆跨越浅埋廊道的需要时，可以通过跨越板将车辆荷载分散并传递至廊道两侧地基上，避免廊道顶板直接承受车辆荷载。无需对廊道结构进行加固同时实现了重载车辆的通行需求，且跨越板采用浅埋方式，施工不影响地下廊道正常使用，保证电厂的持续运行，节省了工程量，缩短了施工工期，极大的加大工程进度，具有较高的经济价值。附图说明图1为本专利技术的结构俯视图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本专利技术中设计方法的设计分析图；其中，1-承重跨越板、2-左支撑地基梁、3-右支撑地基梁、4-顶板、5-浅埋廊道、6-强化地基、7-垫层、8-坡道、9-空腔。具体实施方式为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：如图1和图2所示，本专利技术所述的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，包括浅埋廊道5，已建廊道原设计埋置深度较浅且未考虑重车通行荷载，当重载车辆的荷载直接作用于廊道顶面覆土，经验算廊道顶板及侧壁的极限承载能力无法满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，包括浅埋廊道(5)，其特征在于：还包括承重跨越板(1)，所述的浅埋廊道(5)两侧侧壁外均设有强化地基(6)，承重跨越板(1)安装在两个强化地基(6)上，承重跨越板(1)的顶部超出地面，承重跨越板(1)的下表面为“几”字形；所述的承重跨越板(1)包括左支撑地基梁(2)、顶板(4)和右支撑地基梁(3)，顶板(4)为钢筋混凝土单向受力板，左支撑地基梁(2)和右支撑地基梁(3)分别安装在顶板(4)的两侧，左支撑地基梁(2)和右支撑地基梁(3)分别通过垫层(7)安装在两个强化地基(6)上，顶板(4)的下表面为凹形结构，顶板(4)下表面的标高高于浅埋廊道(5)上表面的标高，顶板(4)的下表面与浅埋廊道(5)的上表面之间设有空腔(9)。

【技术特征摘要】
1.一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，包括浅埋廊道(5)，其特征在于：还包括承重跨越板(1)，所述的浅埋廊道(5)两侧侧壁外均设有强化地基(6)，承重跨越板(1)安装在两个强化地基(6)上，承重跨越板(1)的顶部超出地面，承重跨越板(1)的下表面为“几”字形；所述的承重跨越板(1)包括左支撑地基梁(2)、顶板(4)和右支撑地基梁(3)，顶板(4)为钢筋混凝土单向受力板，左支撑地基梁(2)和右支撑地基梁(3)分别安装在顶板(4)的两侧，左支撑地基梁(2)和右支撑地基梁(3)分别通过垫层(7)安装在两个强化地基(6)上，顶板(4)的下表面为凹形结构，顶板(4)下表面的标高高于浅埋廊道(5)上表面的标高，顶板(4)的下表面与浅埋廊道(5)的上表面之间设有空腔(9)。2.根据权利要求1所述的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，其特征在于：所述的浅埋廊道(5)两侧侧壁外填土均压实处理为强化地基(6)。3.根据权利要求1所述的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，其特征在于：所述的浅埋廊道(5)两侧侧壁外填土均换填砂石自然放坡处理为强化地基(6)。4.根据权利要求1所述的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，其特征在于：所述的左支撑地基梁(2)、顶板(4)、右支撑地基梁(3)为钢筋混凝土整体浇筑结构。5.根据权利要求1所述的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板，其特征在于：所述的左支撑地基梁(2)上表面与地面之间设有坡道(8)。6.根据权利要求1所述的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：61)重载车轮胎下压力的应力传递分析：根据重载车轮胎对承重跨越板(1)的下压力，分析承重跨越板(1)的应力传递过程、浅埋廊道(5)两侧侧壁的附加应力；62)进行承重跨越板(1)的设计：根据浅埋廊道(5)的尺寸设计承重跨越板(1)及强化地基(6)尺寸。7.根据权利要求6所述的一种用于火力发电厂地下输煤浅埋廊道的重载车通行跨越板的设计方法，其特征在于，所述的重载车轮胎下压力的应力传递分析包括以下步骤：71)轮胎轮压计算参数设置，设定重载车辆轮压P(kN)；设定车辆轮压P通过车轮集中传递到顶板(4)上，轮压集中荷载P在顶板(4)上宽度为b(m)、长度为a(m)的范围内均匀分布，将集中荷载P等效为作用在顶板(4)上的每米板带均布荷载q0(kPa/m)，计算等效板带垂直于顶板(4)跨径方向，轮压分布范围参数a、b计算方法如下：沿顶板(4)跨径方向的分布宽度b的取值：b＝b1，垂直顶板(4)跨径方向的分布宽度a的取值：车轮作用在板的跨径中部时，车轮作用在板的支撑处时，a＝a1+h，其中a1(m)、b1(m)为垂直于顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋瑞，温泉，施翊，吴俊，张啸平，周玄机，李文峰，李遥，
申请(专利权)人：中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34