CN201730104U - 塔式炉空心筏板基础结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型火电厂使用的塔式炉空心筏板基础结构，其特征在于，包括底板、顶板和连接底板与顶板的内外纵横墙，所述底板、顶板和内外纵横墙构成格构式空间结构。该空心筏板基础将筏板基础中部对结构受力意义不大的部分混凝土掏空，类似于高层民用建筑常用的箱形基础。本实用新型在满足抗震性能及厂家的变形要求的前提下，减少基础混凝土、钢材用量，减少地基处理的费用，减轻基础的自重，降低混凝土水化热，增加基础的整体刚度，达到了结构合理、资源节约、投资节省的目的。

Description

塔式炉空心筏板基础结构

技术领域

本实用新型涉及的是一种塔式锅炉的基础结构型式，具体涉及的是一种用于1000MW等级火力发电厂的塔式炉空心筏板基础结构，属于电厂大型特殊构筑物结构选型技术领域。

背景技术

单机容量为1000MW等级的大型火力发电厂的锅炉常采用现有的塔式炉，其特点为：每座锅炉总荷重约570,000kN，其中大部分荷载由4根2.5m×2.5m的箱形钢柱承担，这4根柱的柱网尺寸为30.5m×31.5m，最大柱脚荷载标准组合值约为120,000kN，厂家对变形控制要求较高，要求基础的底板倾斜不超过1/500，差异沉降不超过15mm。

上部锅炉钢架整体结构刚度相对较小，为提供足够的地基承载力及足够的基础刚度，以往工程塔式炉基础常采用实心筏板基础。实心筏板基础虽然具有较好的抗震性能及整体刚度，但有如下缺点：

1、由于锅炉柱脚间距达31m，柱脚荷载达120,000kN，为满足筏板基础的抗弯及调节沉降的要求，筏板厚度很厚，将达5m左右，平面尺寸将达56m×45m，基础混凝土方量十分巨大，混凝土在凝固过程中的体积收缩及水化热较难控制，温度裂缝增多，施工难度较高。

2、采用筏板基础自重很大，不能补偿上部结构荷载产生的附加应力，且由于炉架本身自重较大，导致地基处理的要求很高，难度很大，地基处理的费用很高。

发明内容

针对现有技术上的不足，本实用新型的目的是提供一种减少基础混凝土、钢材用量，减轻基础的自重，降低混凝土水化热，增加基础的整体刚度的大型火电厂使用的塔式炉空心筏板基础结构，在其满足抗震性能及厂家的变形要求的前提下，减少地基处理的费用，达到了结构合理、资源节约、投资节省的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：塔式炉空心筏板基础结构，其特征在于，包括底板、顶板和连接底板与顶板的内外纵横墙，所述底板、顶板和内外纵横墙构成格构式空间结构，其具有基础面积大、充分利用空间、有效利用混凝土的特点，调整地基不均匀沉降能力强，能有效减少混凝土用量。

前述的塔式炉空心筏板基础结构，其中，所述顶板、底板和内外纵横墙均为现浇钢筋混凝土结构。

前述的塔式炉空心筏板基础结构，其中，所述内外纵横墙包括相互纵横交错的主隔墙以及次隔墙，所述主隔墙的横截面积远大于次隔墙的横截面积。

实心筏板基础主要受力模式为受弯构件，由受压区的混凝土及受拉区的钢筋构成抗力，构件中部的混凝土发挥的作用很小，空心筏板基础将实心筏板基础中部对结构受力意义不大的部分混凝土掏空，类似于高层民用建筑常用的箱形基础。

本实用新型具有如下的有益效果：

(1)、补偿效应：中空的结构形式减轻基础的自重，使开挖卸去的土重抵偿上部结构传来的部分荷载在地基中引起的附加应力，可以显著地提高地基的稳定性、降低基础的沉降量、减少基础混凝土、钢材用量以及地基处理的费用。

(2)、调节功能：相同混凝土量的空心筏板基础具有比实心筏板基础高得多的空间刚度，可有效减少上部结构的次应力。

(3)、降低施工难度、保证施工质量：消解了混凝土在凝固过程中的体积收缩及水化热，可减少基础温度收缩裂缝产生的可能性

(4)、降低造价：采用空心筏板基础相对于实心筏板基础，以2×1000MW机组为例，可节省混凝土近11000m³，节省直接投资约1000万元；如考虑锅炉施工是发电的关键路径，由于施工难度减少缩短工期，则经济效益更为可观。

本实用新型在满足抗震性能及厂家的变形要求的前提下，减少地基处理的费用，达到了结构合理、资源节约、投资节省的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1是本实用新型的结构平面示意图；

图2是本实用新型的结构剖面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参见图1和图2，本实用新型的塔式炉空心筏板基础结构主要包括底板2、顶板1及内外纵横墙组成的格构式空间结构；该内外纵横墙相互交错连接，其端部连接底板以及顶板，构成格构式空间结构，本实用新型通过该格构式空间结构，在满足抗震性能及厂家的变形要求的前提下，减少基础混凝土、钢材用量，减轻基础的自重，降低混凝土水化热，增加基础的整体刚度，减少地基处理的费用，达到了结构合理、资源节约、投资节省的目的。

本实施中，在参见图1，上述内外纵横墙包括纵横交错的主隔墙3以及次隔墙4，该次隔墙纵横交错连接构成网状结构，每两个次隔墙2之间的水平间距约4.7m，其垂直间距为约4.9m；每两个主隔墙3的水平间距30.1mm，其垂直间距为31.5m(均和锅炉柱的间距一致)；该主隔墙3的横截面积远大于次隔墙4的横截面积(参见图2)，通过顶板1、底板2、以及设置顶板1与底板2之间纵横交错的主隔墙3和次隔墙4组成格构式空间结构。

值得注意的是，本实施例的格构式空间结构是将筏板基础中部对结构受力意义不大的部分混凝土掏空，内部空腔稍微削弱了截面的抗弯刚度，在基础底面不变的情况下可通过适当增加基础的高度，确保抗弯刚度相当。此种基础形式类似于高层民用建筑常用的箱形基础，但由于上部结构形式、整体刚度与高程民用建筑差异较大，因此空心筏板基础在平面尺寸、基础厚度及纵横墙水平投影面积等构造方面与箱形基础存有差异，且应同时考虑局部弯曲及整体弯曲的作用。

经ANSYS有限元分析，空心筏板基础和实心筏板基础的受力性能基本相同，底板2基本上全程受压，顶板1基本上全程受拉，在主隔墙周边有应力集中的现象，对应的应力更大一些，顶板1在配筋时可采用不均匀配筋，在主隔墙3的墙体两侧多配。

墙体的最大剪力在短柱5(该混凝土短柱负责和锅炉钢柱的连接)和主隔墙3连接的端部，最大弯矩在主隔墙3的中部，和短柱5连接的主隔墙的断面尺寸主要由抗剪强度控制。

在具体施工上，可分区域分段浇注或采用跳仓法，可有效降低水化热，保证基础的施工质量。

本实用新型采用空心筏板基础相对于实心筏板基础，以2×1000MW机组为例，可节省混凝土近11000m³，节省直接投资约1000万元；如考虑锅炉施工是发电的关键路径，由于施工难度减少缩短工期，则经济效益更为可观。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.塔式炉空心筏板基础结构，其特征在于，包括底板、顶板和连接底板与顶板的内外纵横墙，所述底板、顶板和内外纵横墙构成格构式空间结构。

2.根据权利要求1所述的塔式炉空心筏板基础结构，其特征在于，所述顶板、底板和内外纵横墙均为现浇钢筋混凝土结构。

3.根据权利要求1所述的塔式炉空心筏板基础结构，其特征在于，所述内外纵横墙包括相互纵横交错的主隔墙以及次隔墙，所述主隔墙的横截面积远大于次隔墙的横截面积。

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