一種輸煤棧橋伸縮縫防漏水設計方法

高 航 宇

(中煤西安設計工程有限責任公司，陜西 西安 710061)

0 引言

煤炭行業中，輸煤棧橋是重要的連接性構筑物，通常由多榀鋼桁架拼接而成，在拼接處會設置伸縮縫，以滿足棧橋縱向變形需求，而伸縮縫處就成了整個棧橋的防水薄弱點。棧橋內輸煤皮帶運行時會有震動，長期反復的震動很容易對伸縮縫處的防水結構造成破壞，而棧橋在使用中幾乎每班都要進行沖洗，這就造成伸縮縫處極容易發生漏水。一旦漏水發生后，沖洗水會沿著外立面往下流，使得外立面上形成“黑帶”，污染圍護墻板，影響棧橋整體美觀，在北方地區冬季的時候還會在棧橋底部形成黑色冰凌，想要清理非常困難[1]，對棧橋下的通行車輛及行人形成巨大的安全隱患。

所以輸煤棧橋伸縮縫處的防漏水設計至關重要。目前輸煤棧橋設計時伸縮縫做法大都采用國標圖集[2]做法，棧橋在運行幾年后伸縮縫處漏水現象經常發生。因此，設計一種新的輸煤棧橋伸縮縫防漏水裝置，解決輸煤棧橋伸縮縫處漏水的問題就顯得尤為重要。

1 工程概況

吉朗德露天煤礦地面生產系統中包含輸煤棧橋8條，總長度約為834 m。棧橋結構形式主要為鋼桁架及鋼支架，鋼筋混凝土框架及鋼架。棧橋均斜向布置，棧橋角度在1°～16°之間。棧橋鋼桁架采用非連續鋼桁架，跨度主要為30 m，33 m及36 m，兩榀鋼桁架間設伸縮縫。項目位于巴里坤哈薩克自治縣，該地區屬于大陸性干旱氣候區，夏季涼爽，冬季嚴寒，無霜期短，降水偏少，蒸發量大，氣溫年、日差較大。年平均氣溫為1.5 ℃，極端最高氣溫為42 ℃，最低氣溫為-43.6 ℃。根據工藝要求，棧橋每班都要進行沖洗，對伸縮縫處的防水要求高。為避免伸縮縫處發生漏水，設計了一種新的輸煤棧橋伸縮縫防漏水做法。

2 伸縮縫防漏水設計

2.1 布置形式

棧橋建成后，在荷載作用下，會產生一定的變形，這就要求設計的伸縮縫防漏水做法同時具備較強的變形適應能力。棧橋按一定角度斜向布置，在沖洗時水流自上而下通過伸縮縫，為減少伸縮縫處可能的漏水范圍，盡可能的使得水流匯集到一個區域，然后使得水流僅在這一個區域內通過伸縮縫，通過加強這一區域的構造設計，達到防漏水的目的。

為了實現上述目標，設計了圖1～圖4的做法。從圖中可以看出防漏水做法主要由以下部分組成：倒八字形擋水堰，過渡鋼板，伸縮縫處樓板底部V形鋼板，伸縮縫處樓板面V形鋼板，固定過渡鋼板及V形鋼板的輔助鋼板，兩V形鋼板間填充材料，樓板面V形鋼板與過渡鋼板間填充材料，混凝土保護臺階。

設計時，將變形縫處樓板底部及樓板面的鋼板設置成V形，滿足伸縮縫處的變形需求；采用了倒八字形擋水堰，與棧橋橫向呈45°布置，并在棧橋寬度方向中部留設500 mm寬的堰塞口，然后通過在堰塞口處增設一塊800 mm寬，1 000 mm長的過渡鋼板，過渡鋼板兩側各寬出了堰塞口250 mm，并使過渡鋼板橫跨于伸縮縫兩側。棧橋沖洗時，沖洗水流至擋水堰范圍內，會被逐漸引導匯聚至堰塞口，然后通過過渡鋼板上表面流過伸縮縫。

2.2 材料選用

棧橋沖洗水具有腐蝕性，所選用的鋼板應具備良好的耐腐蝕性，鋼板的選用見表1。填充材料1選用巖棉，其充填于伸縮縫處兩V形鋼板圍成區域下半部分，可以解決伸縮縫處的冷風滲透問題，使得棧橋在伸縮縫處與其他部位具有相同的保溫性，同時也能滿足伸縮縫處對材料變形能力的要求。填充材料2采用瀝青麻絲，其充填于伸縮縫處兩V形鋼板圍成區域上半部分，可以在伸縮縫處樓板面V形鋼板M-2與輔助鋼板M-4的連接發生破壞，出現沖洗水少量反滲時，提供第二道防水保護，提高伸縮縫處的防水能力；填充材料3采用瀝青麻絲，其充填于伸縮縫處樓板面V形鋼板M-2與過渡鋼板M-3間的V形空隙中，可以有效防止沖洗水沿著過渡鋼板底部少量反滲時在V形空隙中聚集；混凝土臺階采用C30素混凝土，擋水堰采用寬100 mm，高100 mm的C30鋼筋混凝土臺；錨栓型材采用Q235。

表1 鋼板選用表

2.3 連接做法

伸縮縫處樓板底部V形鋼板M-1通過錨栓與樓板連接，錨栓沿著棧橋寬度方向的間距為400 mm；伸縮縫處樓板面V形鋼板M-2兩側與輔助鋼板M-4焊接連接；過渡鋼板M-3上部與輔助鋼板M-5焊接連接，下部不作約束，使其可以在樓板面頂部自由滑動，保證有一定的變形能力，過渡鋼板M-3上部砌筑素混凝土臺階，保證過渡鋼板M-3上部完全埋置于混凝土中，使得沖洗水流的下落點在過渡鋼板M-3上部下側。擋水堰在過渡鋼板范圍時的做法見圖5，擋水堰在其他位置時的做法見圖6。M-4及M-5預埋于棧橋樓板頂部，做法分別見圖7，圖8。

3 結語

本文提供的輸煤棧橋伸縮縫防漏水設計做法在吉郎德煤礦地面生產系統輸煤棧橋設計中應用，棧橋建成運行至今，伸縮縫各組成構件均未發生破損，伸縮縫處未發生過漏水，取得了良好的效果。目前該伸縮縫防漏水做法已經在大海則選煤廠輸煤棧橋、安家嶺原煤運輸系統棧橋、王家嶺輸煤系統棧橋、牛家梁煤炭集運站輸煤棧橋等項目中得到推廣使用。該種做法對其他同類工程具有較好的借鑒意義。