某煤礦輸煤棧橋振動測試性能研究

郭東 李濤

（商洛學院城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學院，陜西 商洛 726000）

1 工程概況

該段輸煤棧橋[1-4]為斜上坡，傾角14.75°，標高為2.856m，棧橋總體全長可分兩部分：第一部分為1a～3 軸線，其材質為鋼筋混凝土結構，長度為33.79m。第二部分③～②軸線間棧橋恢復重建時將原兩跨52m 的鋼桁架、混凝土支架改為三跨鋼桁架、鋼支架組成的結構形式，更改后3～4 軸線為兩跨長26m 的鋼桁架，5～②為一跨長46.8m 的鋼桁架，底板為預制鋼筋混凝土槽型板。

2 棧橋運行狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測

測設點布置在在主斜井井口至一號落煤筒間皮帶棧橋鋼桁架的跨中、等位置。

圖1 測點布置

3 機器允許振動的標準

棧橋主要有以下機器：電機及減速機，皮帶運輸機、機頭落煤斗等。

我國《建筑工程容許振動標準》（GB50868-2013）中對電機要求振動速度限值為5.0mm/s，其振動烈度的等級評定按GB11347 的要求進行評定。機頭落煤倉查閱資料未見廠家要求，由于它受傳送帶上煤的巨大沖擊，參考大型沖擊、振動設備，取振動速度限值為速度V=5mm/s 作為設備振動控制的容許標準，這個取值也與建筑物的振動控制一致，方便判斷；位移、加速度對設備振動的影響也采用位移等于S=0.203mm、加速度a=1.0m/s2進行判斷。

4 棧橋振動研究

4.1 棧橋振動速度幅值研究

每個測點速度監(jiān)測值見表1。

表1 各測點容許值

由表可知，棧橋振動速度[7-8]最大值超過規(guī)范允許值的測點有5 個，而且都是豎直方向，最大的速度為測點3 如圖2 所示，已達15.585mm/s，這個值已經(jīng)大大超過了規(guī)范允許值。

圖2 測點3 負載運行典型速度響應曲線

4.2 棧橋振動加速度幅值研究

將棧橋各測點在不同工況下監(jiān)測到的實際值比1m/s2大的測點和數(shù)值見表2。

表2 棧橋振動速度值超過1m/s2

由表可知，棧橋振動所有測點的加速度峰值均超過規(guī)定標準值，其中X、Y、Z 向各已達7 個之多，測點3 的加速度值最大，最大值為21.129m/s2，見圖3。

圖3 測點3 負載運行典型加速度響應曲線

4.3 棧橋振動位移幅值研究

將棧橋各測點在各工況下實測振動位移大于0.203mm 的測點及具體值匯總列表見表3（表內統(tǒng)計實測值均采用絕對值）。

表3 棧橋各測點實測振動位移值超過0.203mm 統(tǒng)計結果

由表可知，棧橋振動位移峰值超過規(guī)定標準的測點有10個，其中X 向超標2 個，Y 向超標6 個，Z 向超標2 個，最大值振動位移值為測點6 的Z 向，其值已達0.873mm 如圖4 所示，振動幅度較大，對建筑物、設備已經(jīng)產(chǎn)生影響。根據(jù)測試圖形可知，鋼桁架振動大的原因主要是由皮帶運輸機振動所引起。

圖4 測點3 負載運行典型位移響應曲線

5 結論

5.1 測點3 的速度及加速度監(jiān)測值比較大遠遠超出了規(guī)范的允許值，說明當輸煤棧橋的結構形式發(fā)生變化是會引起輸送皮帶的較大振動，加固設計中此處應加強設計。

5.2 測點6 的位移監(jiān)測值比較大遠遠超出了規(guī)范的容許界限，因為該測點所在5～②鋼桁架跨度為為46.8m，所以該測點振動豎向位移比較大，此處在設計中應考慮增設鋼支撐或加大構件截面。

5.3 從監(jiān)測結果看，整個棧橋在運行過程中加速度每個測點都超過容許界限，這說明在輸煤棧道的設計過程中棧道的結構布置以及輸送帶電機型號的選擇應該加以優(yōu)化。