一种输煤栈桥伸缩缝防漏水设计方法

高 航 宇

(中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710061)

0 引言

煤炭行业中，输煤栈桥是重要的连接性构筑物，通常由多榀钢桁架拼接而成，在拼接处会设置伸缩缝，以满足栈桥纵向变形需求，而伸缩缝处就成了整个栈桥的防水薄弱点。栈桥内输煤皮带运行时会有震动，长期反复的震动很容易对伸缩缝处的防水结构造成破坏，而栈桥在使用中几乎每班都要进行冲洗，这就造成伸缩缝处极容易发生漏水。一旦漏水发生后，冲洗水会沿着外立面往下流，使得外立面上形成“黑带”，污染围护墙板，影响栈桥整体美观，在北方地区冬季的时候还会在栈桥底部形成黑色冰凌，想要清理非常困难[1]，对栈桥下的通行车辆及行人形成巨大的安全隐患。

所以输煤栈桥伸缩缝处的防漏水设计至关重要。目前输煤栈桥设计时伸缩缝做法大都采用国标图集[2]做法，栈桥在运行几年后伸缩缝处漏水现象经常发生。因此，设计一种新的输煤栈桥伸缩缝防漏水装置，解决输煤栈桥伸缩缝处漏水的问题就显得尤为重要。

1 工程概况

吉朗德露天煤矿地面生产系统中包含输煤栈桥8条，总长度约为834 m。栈桥结构形式主要为钢桁架及钢支架，钢筋混凝土框架及钢架。栈桥均斜向布置，栈桥角度在1°～16°之间。栈桥钢桁架采用非连续钢桁架，跨度主要为30 m，33 m及36 m，两榀钢桁架间设伸缩缝。项目位于巴里坤哈萨克自治县，该地区属于大陆性干旱气候区，夏季凉爽，冬季严寒，无霜期短，降水偏少，蒸发量大，气温年、日差较大。年平均气温为1.5 ℃，极端最高气温为42 ℃，最低气温为-43.6 ℃。根据工艺要求，栈桥每班都要进行冲洗，对伸缩缝处的防水要求高。为避免伸缩缝处发生漏水，设计了一种新的输煤栈桥伸缩缝防漏水做法。

2 伸缩缝防漏水设计

2.1 布置形式

栈桥建成后，在荷载作用下，会产生一定的变形，这就要求设计的伸缩缝防漏水做法同时具备较强的变形适应能力。栈桥按一定角度斜向布置，在冲洗时水流自上而下通过伸缩缝，为减少伸缩缝处可能的漏水范围，尽可能的使得水流汇集到一个区域，然后使得水流仅在这一个区域内通过伸缩缝，通过加强这一区域的构造设计，达到防漏水的目的。

为了实现上述目标，设计了图1～图4的做法。从图中可以看出防漏水做法主要由以下部分组成：倒八字形挡水堰，过渡钢板，伸缩缝处楼板底部V形钢板，伸缩缝处楼板面V形钢板，固定过渡钢板及V形钢板的辅助钢板，两V形钢板间填充材料，楼板面V形钢板与过渡钢板间填充材料，混凝土保护台阶。

设计时，将变形缝处楼板底部及楼板面的钢板设置成V形，满足伸缩缝处的变形需求；采用了倒八字形挡水堰，与栈桥横向呈45°布置，并在栈桥宽度方向中部留设500 mm宽的堰塞口，然后通过在堰塞口处增设一块800 mm宽，1 000 mm长的过渡钢板，过渡钢板两侧各宽出了堰塞口250 mm，并使过渡钢板横跨于伸缩缝两侧。栈桥冲洗时，冲洗水流至挡水堰范围内，会被逐渐引导汇聚至堰塞口，然后通过过渡钢板上表面流过伸缩缝。

2.2 材料选用

栈桥冲洗水具有腐蚀性，所选用的钢板应具备良好的耐腐蚀性，钢板的选用见表1。填充材料1选用岩棉，其充填于伸缩缝处两V形钢板围成区域下半部分，可以解决伸缩缝处的冷风渗透问题，使得栈桥在伸缩缝处与其他部位具有相同的保温性，同时也能满足伸缩缝处对材料变形能力的要求。填充材料2采用沥青麻丝，其充填于伸缩缝处两V形钢板围成区域上半部分，可以在伸缩缝处楼板面V形钢板M-2与辅助钢板M-4的连接发生破坏，出现冲洗水少量反渗时，提供第二道防水保护，提高伸缩缝处的防水能力；填充材料3采用沥青麻丝，其充填于伸缩缝处楼板面V形钢板M-2与过渡钢板M-3间的V形空隙中，可以有效防止冲洗水沿着过渡钢板底部少量反渗时在V形空隙中聚集；混凝土台阶采用C30素混凝土，挡水堰采用宽100 mm，高100 mm的C30钢筋混凝土台；锚栓型材采用Q235。

表1 钢板选用表

2.3 连接做法

伸缩缝处楼板底部V形钢板M-1通过锚栓与楼板连接，锚栓沿着栈桥宽度方向的间距为400 mm；伸缩缝处楼板面V形钢板M-2两侧与辅助钢板M-4焊接连接；过渡钢板M-3上部与辅助钢板M-5焊接连接，下部不作约束，使其可以在楼板面顶部自由滑动，保证有一定的变形能力，过渡钢板M-3上部砌筑素混凝土台阶，保证过渡钢板M-3上部完全埋置于混凝土中，使得冲洗水流的下落点在过渡钢板M-3上部下侧。挡水堰在过渡钢板范围时的做法见图5，挡水堰在其他位置时的做法见图6。M-4及M-5预埋于栈桥楼板顶部，做法分别见图7，图8。

3 结语

本文提供的输煤栈桥伸缩缝防漏水设计做法在吉郎德煤矿地面生产系统输煤栈桥设计中应用，栈桥建成运行至今，伸缩缝各组成构件均未发生破损，伸缩缝处未发生过漏水，取得了良好的效果。目前该伸缩缝防漏水做法已经在大海则选煤厂输煤栈桥、安家岭原煤运输系统栈桥、王家岭输煤系统栈桥、牛家梁煤炭集运站输煤栈桥等项目中得到推广使用。该种做法对其他同类工程具有较好的借鉴意义。