建筑-5结构设计l A rchitectural andStructurd 』
1 20m 直 径 大 型 贮 煤 场 挡 煤 墙 的 有 限 元 分 析
Large Diameter 1 20m Finite Element Analysis of A Coal Yard W all
崔杉 彬
(华陆工程科技有限责任公司，西安 710065)
CUI Shan．bin
(HualuEngineering&TechnologyCo．Ltd．，Xi’all 710065，China)
【摘 要】大型贮煤场整体式挡煤墙除了考虑堆煤荷载外，由于直径大，环境温度作用对结构的影响很大；煤仓内的堆煤
由于氧化作用，导致其温度升高所产生的应力不能忽视。论文分析了某圆形煤仓在堆煤、挡煤墙内外温差、季节温升、季节
温降和其他荷载作用工况下煤仓的内力。
【Abstract】Largecoal storageyardintegratedcoal retainingwallinadditionto consideringthecoalpileloadsduetolargediameter，
the effect ofenvironment temperature a great influence on the structure ofthe reactor；the coal bunker coal because ofoxidation，the
temperature stress produced carl not be ignored．This paper analyzes the internal force of a pile of round coal bunker in coal，coal
retainingwalltemperaturedifference，seasonaltemperature，seasonaltemperaturedropandotherloadconditionsofthecoalbunker．
【关键词】大直径；贮煤场；挡煤墙；有限元分析
【Keywords】largediameter；coalyard；coalretainingwall；finiteelementanalysis
【中图分类号】Tu476 4 【文献标志码】A 【文章编号】1007—9467(2017)04．003 1-02
IDO1]1 0．1 361 6／j．enid．gcjsysj．201 7．04．005
1 引 言 场。
随着电力、化工等行业的快速发展，以及人们对生产生活
环境的要求不断提高，为改变传统露天条形煤场，要相应增：大
场地面积来提高贮煤量 ，减少对周边空气水源污染等 ，封闭．式
大直径圆形贮煤场以其具有占地面积小、运行方式简单 、系统
调度灵活、环保性能突出、降低贮煤损耗等优点近年来被广泛
应用。
早期的大直径贮煤场其结构形式是沿环向每隔一定距
离设置竖直温度缝 ，挡煤墙被分隔成一个个受力相互独立的
个体，采用挡土墙理论进行设计。随着计算机应用技术的不断
发展以及施工技术的提高、造价等原因，现在，整体式挡煤墙
在沿筒仓壁环向已不设竖直温度变形缝，而是充分利用混凝
土仓壁环向钢筋承担煤压力和上部屋面网架结构所产生的水
平推力，这样可以有效地减小仓壁截面尺寸、桩基以及地基基
础的工程量，从而获得巨大的经济效益。图 1是圆形堆煤科
【作者简介】崔杉彬(1983 )，女，甘肃张掖人，工程师，从事结构工
程设计与研究。
图 1圆形堆煤料场
2 工 程 概 况
以北方某化工厂 1 20m直径大型贮煤场挡煤墙为例，根据
设计提供的挡煤墙竖向断面 ，采用有限元软件 midas对整体
式挡煤墙的受力进行分析。
挡煤墙为环向 360。连续设置 ，煤场内径为 120m，挡煤墙
厚 700mm，每隔 1Oo设置 1个扶壁柱，扶璧柱下部承台顶面标
高 一1．500～7．O00m， 截 面 由 lO00mm x2OOOmm~lOOOmm X
1600mm且厚度 自下而上按线性规律变化 ，扶壁柱上部标高
7．000～14．500m，截面均为 lO00mmx 1600mm；顶面设置巨型环 31
}工程建设与设计 l Construction&￡ ， ect
型扁梁 2000mm~1600mm，进出口开孔 9mx9m，内堆煤最大
高度为29m。承台厚度为 2000mm，宽度为 8 200ram。仓顶为
钢管网壳结构 ，网壳采 用下弦周边多点 支承 ，所 有的支座
均落在 钢筋混凝 土仓壁顶 部 ，支座为滑动 铰支座 ，挡 煤
墙结构采用 C35混凝土 。采用有限元软件分析此 已建成
煤场的同时，在相同的受力条件下对比取消扶壁柱时挡煤墙
受力的变化_¨。
3 挡 煤 墙 的 受 力 工 况
3．1 煤 压 力
煤容重 10kN／m ，内摩擦角 38。，最大堆煤高 29m，挡煤墙
处堆煤标高 12．5m，煤堆上边缘线水平夹角 38。，由此计算挡
煤墙侧压力为顶部 5．4kPa，底部 55．3 kPa，沿墙高呈倒三角形
分布。根据圆形煤场的实际运行情况，采用 3种工况进行模拟
堆载：1)330o堆煤；2)180。堆煤；3)90。堆煤。
3．2 自重
自重系由挡煤墙自身材料钢筋混凝土所产生，取钢筋混
凝土容重 25kN／m 。
3．3 温度 应 力
1)温度梯度：因为煤被氧化而使挡墙内表面温度升高 ，与
挡墙外表面的温度差引起的温度应力，根据对煤氧化引起的
温度以及钢筋混凝土及保温材料导热的分析 ，以及武汉大学
联合广东省电力设计院 2012年发表的《大直径圆形煤仓内壁
堆煤温度及侧扭力现场实测与分析报告》，初定混凝土初始温
度为 5oC，温差梯度为 10℃，此应力存在于有煤的部位。
2)系统温度 ：因四季温度变化引起的整体升温或降温引
起的温度应力。根据当地气象资料 ，夏季最高温度 25~：3，冬季
最低为一l5qC。
3．4 轨 道荷 载
120m直径大型贮煤场挡煤墙的有限元分析（论文）.pdf
