反应器基础振动分析

陈祥勇 师伟

摘  要：本文通过反应器基础布置，研究了对反应器振动幅度的影响因素。结合工程实例，按照国内外规范有关要求对反应器桩基弹性系数进行计算，并对反应器基础的震动分析进行对比分析，以期为工程设计提供参考。

关键词：反应器基础;弹性系数;预制钢筋混凝土管桩

中图分类号：TQ052   文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）05-0000-00

0概述

反应器的振动幅度不仅基于设备本身，而且还与桩基有着密切关系。研究发现桩基弹性系数越大，其振动幅度也越大。因此控制桩基的弹性系数对限制振动幅度具有重要影响。在桩基的弹性系数计算中其与基础底板直径、高度、桩平面布置、桩长、基底地质条件和持力层等均有關系。

国内现有规范计算弹性系数是先计算出桩基的抗弯刚度然后与限制之比得出弹性系数;而国外规范采用的是计算出桩端的弹性系数，然后得出单桩的竖向弹性系数。

1结构特点

本文以某CPP制乙烯及PE总体改造项目中，10万t/年聚乙烯装置内的反应器为研究对象。该反应器是整个系统的中枢装置，由于其特殊性，在工作状态下将产生振动，为保证反应器的正常工作需要通过反应器基础控制其振动幅度在规范允许范围内。

2基本条件

本反应器设备高度26.392m，裙座高度10.709 m，设备净重276.3 t，水压试验总重571.3 t，操作总重356.3 t。基本风压0.55 kN/m2，抗震设防烈度7度（0.10 g），设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。

土层主要由杂填土、耕土、素填土、中砂、粗砂、粘性土、粉土、砂土及碎石土构成。桩基础采用预制钢筋混凝土管桩，型号PHC-AB400（95）-28.3。采用CTCAD计算，采用圆形基础，桩布置内圈半径3.8 m桩数12根，外圈半径5.2 m桩数24根均沿圆周均匀布置。独立塔基础采用CTCAD计算，得出桩布置图如图1。

3弹性系数计算

3.1根据国内标准计算

根据《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）[1]及《建筑桩基技术规》（JGJ 94-2008）范[2]，计算出桩基的单桩抗压刚度进而计算该反应器基础的抗压刚度。其中桩周土当量抗剪刚度系数及土层高度如表1所示。

通过比较发现：分别以国标公式和国外的公式计算得出的弹性系数差别很大，其与限值的差值比率与最终结果相差了近6倍。经镇海和沈阳两个现场反馈情况看，按照国外计算公式计算结构基础是安全的，国标计算差值比率明显偏大。这是因为按照国内计算抗弯刚度系数时，仅的考虑了桩侧和桩端的抗剪刚度;而国外规范计算时不仅考虑了桩的各项参数而且还考虑了土层的各种条件如泊松比、波速、剪切模量、弹性模量等。因此可以看出国外规范计算时弹性系数考虑的更全面也更贴近实际情况。

参考文献

[1]GB 50040-96，动力机器基础设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.

[2]JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2019.

[3]REACTOR VIBRATION ANALYSIS[S].Japan：Toyo Engineering Corporation，2007.

收稿日期：2020-03-25

作者简介：陈祥勇（1981—），男，安徽肥东人，硕士研究生，高级工程师，主要从事钢结构设计和研究工作。

Abstract：In this paper， through the basic layout of the reactor， the influence factors on the vibration amplitude of the reactor are studied. Combining engineering examples， the elastic coefficient of reactor pile foundation is calculated in accordance with relevant requirements of domestic and foreign codes， and the vibration analysis of reactor foundation is compared and analyzed， in order to provide reference for engineering design.

Keywords：reactor foundation; elastic coefficient; precast reinforced concrete pipe-pile