超高鋼結構轉運站的設計與計算

摘 要：轉運站中，有很多設備會引起振動。若鋼結構轉運站產生共振，會嚴重影響整個結構和轉運站內設備的安全性、穩定性和使用性，這些影響都是由共振引起的較大振動應力而引起的。這種高式的轉運站更容易受到眾多設備的影響而產生共振，所以必須對轉運站進行模態分析，來預防其產生共振。

關鍵詞：轉運站；輸送機；鋼結構；有限元分析；ANSYS

轉運站是礦山、冶金行業中常見的構筑物，是設在兩臺高架固定式帶式輸送機之間的中轉站，在工業運輸系統中起著重要的樞紐作用。轉運站多為敞開式框架結構，高寬比較大，除設備層外其余各層通常不設置樓板，屬典型高聳柔性結構；而且皮帶張力和動力設備擾動力作為引發轉運站結構振動的主要激振源，均作用于結構頂部。因此，無論是結構形式還是受力性質，帶有帶式輸送機的轉運站結構都要比一般結構不利得多。

本課題來源于阿曼工業區的球團廠工程項目。CT-3113-02轉運站鋼結構全部由型鋼和鋼板焊接或栓接而成。轉運站13.5米，寬8.2米，高47.3米，總共分成10層，屬于高式轉運站。其中在海拔標高38.6米平面（8層）布置有TR.3123.03、TR.3113.03膠帶機，在海拔標高47.3米平面（9層）布置有TR.3123.02、TR.3113.02膠帶機。該轉運站是目前文獻中所見到的世界最高的轉運站，無論是靜力分析還是動力振動分析，都有其一定的特殊性。

轉運站中，有很多設備會引起振動。若鋼結構轉運站產生共振，會嚴重影響整個結構和轉運站內設備的安全性、穩定性和使用性，這些影響都是由共振引起的較大振動應力而引起的。這種高式的轉運站更容易受到眾多設備的影響而產生共振，所以必須對CT-3113-02轉運站進行模態分析，來預防其產生共振。

4 振動結果分析

經過比較轉運站的固有頻率和滾筒、托輥的轉動頻率，可以看出，滾筒的轉動頻率遠遠小于轉運站的固有頻率，幾乎不會引起共振。

而托輥的轉動頻率有些接近轉運站的固有頻率，有可能會引起共振。但是在轉運站內，托輥的數量極少，且質量所占比重也不大，這樣就大大降低了托輥轉動引起轉運站共振的可能。若出現共振，需根據現場情況進行結構方面的局部調整，以消除共振或降低振幅。

5 結束語

本章主要進行了以下幾項工作：

5.1 對CT-3113-02轉運站進行五階的模態分析，得出其固有頻率。一階2.59Hz，二階3.32Hz，三階4.93Hz，四階6.36Hz，五階7.68Hz。

5.2 根據TR.3123.02、TR.3113.02、TR.3123.03和TR.3113.03這四條帶式輸送機的基本參數，包括滾筒和托輥的直徑參數，計算得出他們的轉動頻率。分別是0.32Hz，0.4Hz和2Hz。

5.3 根據比較分析，滾筒幾乎不會引起共振。托輥有可能引起共振，如果現場發生共振，需對結構進行局部調整。

參考文獻

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