大型焦?fàn)t基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)變測試研究

大型焦?fàn)t可減少出爐次數(shù)，減少裝煤和推焦的陣發(fā)性污染，改善煉焦生產(chǎn)操作環(huán)境，具有明顯的優(yōu)勢。雖然中國在焦?fàn)t的大型化取得了巨大成就，但仍有許多方面需要改進(jìn)?？偨Y(jié)多年設(shè)計、施工和生產(chǎn)的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土梁柱板的配筋仍有優(yōu)化余地，特別是跨高比較小的深梁。以某新建的2座N型焦?fàn)t基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為研究對象，對主要受力構(gòu)件的受力鋼筋進(jìn)行應(yīng)變測試，得到不同荷載工況下構(gòu)件的實際應(yīng)變值，再根據(jù)應(yīng)變值計算出主筋的應(yīng)力水平，從而了解構(gòu)件的實際受力情況及承載力儲備情況，為焦?fàn)t結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化提供了可靠依據(jù)。

試驗工況

鋼筋混凝土部分的測試工作主要分為3個階段

1. 焦?fàn)t的主體結(jié)構(gòu)施工完成后稱為工況一。此時焦?fàn)t并未工作，只有主要生產(chǎn)設(shè)備的自重荷載，無溫度效應(yīng)和生產(chǎn)荷載，這種工況的主要工作是檢測系統(tǒng)的平衡，并將此時的鋼筋應(yīng)變歸零。

2. 焦?fàn)t烘爐期間稱為工況二。此時，焦?fàn)t結(jié)構(gòu)所處環(huán)境溫度升高，預(yù)計基礎(chǔ)框架鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度可達(dá)80-120℃，但此時并未進(jìn)行生產(chǎn)，無生產(chǎn)荷載，該工況的主要工作是在工況一的基礎(chǔ)上進(jìn)行測量，得到由于溫度升高造成的鋼筋應(yīng)變變化。

3. 焦?fàn)t正式投產(chǎn)后稱為工況三。此時焦?fàn)t處于正常工作狀態(tài)，與工況二相比，增加了生產(chǎn)荷載（包括部分設(shè)備荷載），該工況主要工作是以工況一為基礎(chǔ)進(jìn)行測量，得到由于溫度和生產(chǎn)荷載共同作用下的鋼筋應(yīng)變變化。

結(jié)構(gòu)應(yīng)變測試

應(yīng)變儀的測量電路一般采用惠斯頓電橋，由于測量的是簡單的拉伸壓縮或彎曲應(yīng)變，且為了共用溫度補償片，本項目選用1/4電橋測量，該電橋線路連接簡單，信號靈敏度高。

儀器采用南京聚航科技有限公司的JHDY動態(tài)應(yīng)變儀，多通道選擇，所有通道同步采樣，采樣頻率軟件設(shè)置，不隨通道數(shù)遞減。軟件操作，可直接顯示被測物理量，無需復(fù)雜的變化計算。

測試數(shù)據(jù)及分析

綜合本項目測試數(shù)據(jù)，根據(jù)焦?fàn)t基礎(chǔ)框結(jié)構(gòu)的工作特點，得到以下測試結(jié)論。

1、在工況二作用下，柱內(nèi)應(yīng)力水平集中在15MPa以下，雖然溫度荷載的作用比較明顯，但其應(yīng)力水平總體處于較低狀態(tài)。對于梁跨中底部鋼筋，多處于受拉狀態(tài)，應(yīng)力值多集中在10-25MPa范圍內(nèi)。對于板底部鋼筋，同樣多處于受拉狀態(tài)，應(yīng)力值多集中在20-40MPa范圍內(nèi)。對于柱端的應(yīng)力作用狀態(tài)，第一榀柱子頂部外拉內(nèi)壓；第二榀頂部內(nèi)外均壓，根部變?yōu)橥饫瓋?nèi)壓；第三榀頂部內(nèi)外均壓，根部外壓內(nèi)拉。

2. 在工況三作用下，柱內(nèi)應(yīng)力水平多集中在10-25MPa范圍內(nèi)，與工況二相比，應(yīng)力值增加幅度從10-20MPa不等，雖然應(yīng)力值增加幅度較大，但是總體應(yīng)力水平仍處于設(shè)計值的10%左右。對于梁跨中底部鋼筋，大部分處于受拉狀態(tài)，且應(yīng)力值多集中在30-45MPa。對于板底部鋼筋，多處于受拉狀態(tài)，應(yīng)力值多集中在40-65MPa，個別板跨其底部鋼筋應(yīng)力值由受拉變?yōu)槭軌?，出現(xiàn)反拱現(xiàn)象。對于柱端的應(yīng)力作用狀態(tài)，第一榀柱子頂部外拉內(nèi)壓；第二榀頂部內(nèi)外均壓，根部外壓內(nèi)拉；第三榀頂部和底部均處于完全受壓狀態(tài)。

目前，大容積頂裝7m焦?fàn)t基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于技術(shù)改造項目中，這些焦?fàn)t基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)自投產(chǎn)運行以來安全可靠，各項指標(biāo)滿足焦?fàn)t工藝及正產(chǎn)生產(chǎn)使用要求。