近年来,新建的干煤棚网架一般采用落地的三心圆网壳结构,国内陆续建设完成一批项目并投入实际生产运行。投运后的情况根据运行单位的反映:网壳支座落地时,支座常被煤场堆煤所淹埋,支座腐蚀严重;与之相连的网壳杆件(钢管)被煤压弯的情况时有发生;支座处网壳净空小妨碍推煤机运行,空间利用率差,作为改进措施,不得不又在煤棚内靠近支座处新建3~4米高的通长钢筋混凝土挡煤墙。
东吴网架为了干煤棚网架安全,防止事故发生,从设计建模阶段着手,把安全因素考虑进去,满足安全要求的同时满足性能要求。
东吴网架研发部通过与其它干煤棚形式反复比较,对三心圆网壳结构形式进行了改进,采用了带直段的三心圆网壳结构,如下图。同常规的落地三心圆不同,带直段的三心圆网壳方案具有以下优点:
1、小圆圆心高度为10 m左右,能有效地解决网壳支座被煤腐蚀的问题,避免支座附近杆件被煤压弯及被推煤机撞坏的可能事件的发生;
2、 干煤棚网壳柱支承柱纵向间距7.5 m,必要时可以在柱间抽空局部杆件,方便推煤机沿横向出入,加强了干煤棚和露天煤场的联系,改善了交通组织;
3、 在同等有效容积的前提下,干煤棚跨度S可以减少10%左右,占地面积相应减少。
干煤棚网壳的外形:跨度S可以根据工艺专业提供的堆煤线和斗轮机运行包络线确定,网格尺寸L一般为3.75~4m,另外根据推煤机运行的空间尺度要求,图中的N3一般取2。确定的未知数5个:小圆的网格数 N1和半径 R1,大圆的网格数 N2和半径 R2、相交角x;其中隐含的条件为大圆小圆的网格数均为整数且网格尺寸L相等,直线段、三圆弧段在交点处相切。
根据上图,分别对于小圆和大圆有:
2R1+2*(R2-R1)*Cos (x)=S (公式1-3) 成立;
简化,建立以x为未知变量的函数F(x):
根据工程经验,N1建议的取值范围为: 2、3、4;显然:S<=(2N1+N2)*L<=0.5*3.14*S,即N2为满足:(S/L-2N1)<=N2<=(0.5*3.14*S/L-2N1)的整数,在0<x<π/2之间,x有解,利用二分法编制计算机短程序求解出x和对应的N1 、N2。