某煤矿输煤栈桥振动测试性能研究

郭东 李涛

（商洛学院城乡规划与建筑工程学院，陕西 商洛 726000）

1 工程概况

该段输煤栈桥[1-4]为斜上坡，倾角14.75°，标高为2.856m，栈桥总体全长可分两部分：第一部分为1a～3 轴线，其材质为钢筋混凝土结构，长度为33.79m。第二部分③～②轴线间栈桥恢复重建时将原两跨52m 的钢桁架、混凝土支架改为三跨钢桁架、钢支架组成的结构形式，更改后3～4 轴线为两跨长26m 的钢桁架，5～②为一跨长46.8m 的钢桁架，底板为预制钢筋混凝土槽型板。

2 栈桥运行状态数据监测

测设点布置在在主斜井井口至一号落煤筒间皮带栈桥钢桁架的跨中、等位置。

图1 测点布置

3 机器允许振动的标准

栈桥主要有以下机器：电机及减速机，皮带运输机、机头落煤斗等。

我国《建筑工程容许振动标准》（GB50868-2013）中对电机要求振动速度限值为5.0mm/s，其振动烈度的等级评定按GB11347 的要求进行评定。机头落煤仓查阅资料未见厂家要求，由于它受传送带上煤的巨大冲击，参考大型冲击、振动设备，取振动速度限值为速度V=5mm/s 作为设备振动控制的容许标准，这个取值也与建筑物的振动控制一致，方便判断；位移、加速度对设备振动的影响也采用位移等于S=0.203mm、加速度a=1.0m/s2进行判断。

4 栈桥振动研究

4.1 栈桥振动速度幅值研究

每个测点速度监测值见表1。

表1 各测点容许值

由表可知，栈桥振动速度[7-8]最大值超过规范允许值的测点有5 个，而且都是竖直方向，最大的速度为测点3 如图2 所示，已达15.585mm/s，这个值已经大大超过了规范允许值。

图2 测点3 负载运行典型速度响应曲线

4.2 栈桥振动加速度幅值研究

将栈桥各测点在不同工况下监测到的实际值比1m/s2大的测点和数值见表2。

表2 栈桥振动速度值超过1m/s2

由表可知，栈桥振动所有测点的加速度峰值均超过规定标准值，其中X、Y、Z 向各已达7 个之多，测点3 的加速度值最大，最大值为21.129m/s2，见图3。

图3 测点3 负载运行典型加速度响应曲线

4.3 栈桥振动位移幅值研究

将栈桥各测点在各工况下实测振动位移大于0.203mm 的测点及具体值汇总列表见表3（表内统计实测值均采用绝对值）。

表3 栈桥各测点实测振动位移值超过0.203mm 统计结果

由表可知，栈桥振动位移峰值超过规定标准的测点有10个，其中X 向超标2 个，Y 向超标6 个，Z 向超标2 个，最大值振动位移值为测点6 的Z 向，其值已达0.873mm 如图4 所示，振动幅度较大，对建筑物、设备已经产生影响。根据测试图形可知，钢桁架振动大的原因主要是由皮带运输机振动所引起。

图4 测点3 负载运行典型位移响应曲线

5 结论

5.1 测点3 的速度及加速度监测值比较大远远超出了规范的允许值，说明当输煤栈桥的结构形式发生变化是会引起输送皮带的较大振动，加固设计中此处应加强设计。

5.2 测点6 的位移监测值比较大远远超出了规范的容许界限，因为该测点所在5～②钢桁架跨度为为46.8m，所以该测点振动竖向位移比较大，此处在设计中应考虑增设钢支撑或加大构件截面。

5.3 从监测结果看，整个栈桥在运行过程中加速度每个测点都超过容许界限，这说明在输煤栈道的设计过程中栈道的结构布置以及输送带电机型号的选择应该加以优化。