回 转 窑 基 础 设 计 计 算 方 法 及 构 造 谭齐 (长沙有色冶金设计研究院 410011) (Changsha Engineering and Research Institute of Non2ferrous Metallurgy ,410011) [摘要 ] 本文根据作用在回转窑基础上的荷载及其受力特点 ,对回转窑基础的不同作用力情况进行了分 析 ,提出了回转窑基础设计计算方式及构造措施。 [关键词 ] 回转窑 基础 作用力 荷载组合 ABSTRACT : Based on the force acting on rotary kiln foundation and its pressure feature , this paper presents general calculation method and structural measures of rotary kiln foundation design under different acting force conditions . KEYWORDS : Rotary kiln Foundation Applied force Load combination 1 回转窑基础及其荷载作用简介 回转窑是煅烧物料的主要设备 ,以筒体的内 径及长度来表示其规格 ,筒体长 30～180m ,直径 118～6m ,重量较大 ,浮放在 3～9 对托轮上 ,托轮 的组数视窑的直经及长度而定 ,一般由三个独立 基础支承。两托轮中心线与窑体圆截面中心线°,窑体荷载通过托轮底座传递 给基础 ,参见图 1、图 2。 回转窑是由电机通过减速机和大小牙齿轮来 驱动 ,转速很低 ,一般都小于 3r/ min。回转窑体具 有 3～5 %的斜度 ,由窑尾坡向窑头 ,物料从高端 的窑尾进入 ,形成物料与火烟的对流。由于窑内 煅烧带温度高 ,窑体将会变形 ,有时将导致一个托 轮脱空 ,因此每个基础上的作用力是不等。 2 回转窑基础的计算 在计算时除对齿轮的传动力考虑 2. 0 的动力 系数外 ,其它均不考虑动力因素。 211 荷载标准值 回转窑基础在验算地基承载力时 ,作用在基 础上的荷载标准值应按下列内容计算 :托轮传递 的荷载标准值 ,包括垂直荷载标准值和水平荷载 标准值 ;牙齿轮驱动时所传递的荷载标准值 ;电 机、减速机及托轮座架的荷载标准值 ;基础自重及 台阶上的回填土重荷载标准值 ;工作走道传递的 荷载标准值。 212 荷载

  托轮传递的荷载 ,可按三种情况做基础计 算 ,如图 2 所示 ,通常第三种荷载是基础计算的控 制荷载。 11 窑体正常运转时 ,托轮传递的垂直荷载标 准值为 F1 ,则托轮与轮带间产生的纵向水平力标 准值 H1 如图 2a。 H1 = ±f1 F1/ cosθ (1) 式中 f 1 —托轮与轮带的静摩察系数 ,取 0. 2 ; θ —托轮中心与窑体中心连线 年 9 月 特种结构 Vol. 24 No. 3 Sept . 2007 SPECIAL STRUCTURESNo. 3 2007 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. —近似地作用在托轮中心线 窑体发生纵向变形时 ,考虑筒体在高温下 引起轮带或筒体稍有弯曲变形 ,使某一基础上产 生一个托轮脱空 ,则托轮传递荷载不均匀。此时 托轮脱空的基础荷载减轻 ,相邻基础荷载增加。 在计算时 ,相邻基础托轮传递的垂直荷载乘 115 不均匀系数。相邻基础所受到筒体垂直荷载标准 值 F2 为 : F2 = 115 F1 (2) 纵向水平力标准值 H1 a = ±f 2 F2/ cosθ (3) 式中 , f2 为托轮与轮带的动力摩擦系数 ,取 011。 31 当窑体或轮带发生较大变形时 ,致使一个 托轮脱空 ,如图 2 b 所示 ,此时仅有一个托轮受力 , 并作用在基础上。因此 ,垂直荷载要考虑不均匀 系数 113。这时有 : 垂直荷载标准值 F3 = 113 ×12 Fi = 0165 Fi (4) 纵向水平力标准值 H1 b = ±f 2 F3/ cosθ (5) 横向水平力标准 (与窑体垂直方向) H2 = F3 tgθ (6) 此时 , F3 产生偏心弯矩为 : M = 0165 F3 ×L i/ 2 = 01325 F3 L i (7) 41窑体纵向推力的产生是由于窑体的纵向 有 3～5 %的斜率 ,当窑体转动时 ,会产生自重下 滑 ,或由于一对托轮不平行 ,在运转时使整个窑体 上窜 ,为此在个别窑基础上设有防止下滑或上窜 的一对水平挡轮 ,见图 2 c ,挡轮纵向水平力标准 值 H3 作用在挡轮轴承中心线 = ±sinβΣFi≈ ±tgβΣFi = (0103～0105)ΣFi (8) 式中 β —窑体倾斜角 ; ΣFi —所有托轮上承受垂直荷载标准值总 和。 H3 与 H1、H1 a、H1 b不需同时考虑 ,取其最大 者。 51牙齿轮驱动时所传递于基础的横向水平 力标准值 ,如图 3 所示。 H4 = 2 Ncosα, Fh = 2 Nsinα (9) H5 = H4 L1 L , H6 = H4 L - L1 L (10) 式中 H4 —大牙轮对小牙轮作用力的横向水平 力标准值 ; Fh —大牙轮作用力的垂直分力标准值 ; H5 —窑体对传动基础托轮上的横向水平 力标准值 ; H6 —窑体对与牙轮相邻的基础托轮上的 横向水平力标准值 ; L —传动基础托轮中心线与相邻基础托 轮中心线间的距离 ; N —齿轮传动力 ; a —传动基础牙轮中心线与该基础托轮 中心线间的距离 ; α —齿轮传动力与水平线 荷载效应组合 荷载可根据托轮传递荷载效应的三种情况 , 分别进行正常使用极限状态下荷载效应的标准组 合 ,这三种荷载效应的标准组合见表 1。 表 1 回转窑基础荷载效应标准组合 基础类别 荷载 第 1 种 第 2 种 第 3 种 垂直 荷载 水平荷载 纵向横向 垂直 荷载 水平荷载 纵向横向 垂直 荷载 水平荷载 纵向横向 托 轮 基 础 一般 F1、Fa、Gj、Gg、Fp ±H1 F2、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1a F3、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1b ±H2 与牙轮 相邻的 F1、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1 H6 F2、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1a H6 F3、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1b ±H2 H6 有挡 轮的 F1、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1或 ±H3 H6 F2、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1a 或±H3 H6 F3、Fa、Gj、 Gg、Fp ±H1b 或±H3 ±H2 H6 传动 基础 F1、Fa、Fb、 Fh、Gj、Gg、 Fp ±H1 或 ±H3 H5 F2、Fa、Fb、 Fh、Gj、Gg、 Fp ±H1a 或 ±H3 H5 F3、Fa、Fb、 Fh、Gj、Gg、 Fp ±H1b 或 ±H3 ±H2 H5 注 : ①Gj 为基础自重荷载标准值 ; Gg 为填土荷载标准值 ; Fp 为走 道板传至基础的荷载标准值 ;Fa 为托轮底座荷载标准值 ;Fb 为电 机与减速机荷载标准值。②表中未示出地震力 ; ③地震荷载仅参 加第一种荷载组合。 214 基础承载力设计 需进行基础自重、台阶上的回填土重 ,以及上 部结构传来的荷载产生的地基承载力验算。 —49— S PS T 特 种 结 构 2007 年第 3 期 SPECIAL STRUCTURESNo. 3 2007 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ± Mkx Wx ±MkyWy ≤112fa (11) 式中 :Fk 为相应于荷载效应标准值组合时 ,上部 结构传至基础顶面的竖向力标准值 ; Gk 为基础自 重和基础上的土重标准值 ;A 为基础底面面积 ; Pkmax、Pkmin分别为相应于荷载效应标准值组合时 , 基础底面边缘的最大、最小压力值 ;Mkx、Mky为相 应于荷载效应标准组合时 ,作用于基础底面 x 向、 y向的力矩值 ;Wx、Wy 分别为基础底面 x 向、y 向 的抵抗矩 ;fa 为修正后的地基承载力特征值。 3 基础的构造要求 311 基础形式 11 回转窑基础可采用大块式混凝土基础 ,当 基础较高或采用大块式混凝土基础不经济时 ,宜 采用墙式、箱式及框架式钢筋混凝土基础。 21 回转窑窑身较长 ,重量较大 ,一般由 3 个 或 3 个以上的独立基础支承 ,应采用合理的基础 形式 ,置于稳定均匀的地基土层上 ,以防止基础产 生不均匀沉降的不利影响。各相邻基础间的相对 沉降差不应大于 5mm。 31回转窑基础自重及基础板上填土重和设 备形成的重心与基础底板的形心 ,应尽量使其在 同一垂直线 电机传动装置宜设在同一基础上 ,基础埋 置深度应考虑冻结深度和工艺要求 ,一般不小于 110m。 51回转窑的工作走道宜简支地搁置在回转 窑基础上。 61 基础的构造尺寸应方便施工和机器安装 , 并保证机器固定可靠。 312 基础材料 11 混凝土 :大块式基础混凝土强度等级不应 低于 C15 ,墙式及箱式基础混凝土强度等级不应 低于 C20 ,框架式基础混凝土强度等级不应低于 C25。二次浇灌找平层不小于 50mm ,一般采用细 石混凝土其强度等级不应低于 C25。 21 钢筋 :构造钢筋一般采用 HPB235 热轧钢 筋。受力钢筋宜采用 HRB335、HRB400、RRB400 热轧钢筋。 313 基础构造配筋 11 大块式混凝土基础 :当体积小于 40m3 时 , 一般可不配筋 ,仅在开孔或切口尺寸大于 600mm 的孔壁及切口周边 ,以及局部被削弱部位配置构 造钢筋。构造筋采用

  GB5000722002. 中国建筑工 业出版社 2002 年 海外动态 : — 越南与中国签订 20 多亿美元大单 中国 —越南企业论坛在北京举行 ,中越两国 企业在会上签订了发电、通讯、基础设施建设等领 域的 9 个项目 ,

  金额超过 20 亿美元。 招商局集团与越南安富总公司签署了在越南 胡志明市投资合作意向书 ,合同金额约 10 亿美 元 ;中国华电集团公司与越南西贡水电股份公司 签署了合作开发越南电源项目的谅解备忘录 ,合 同金额为 615 亿美元 ;中国空港建设总公司与越 南红运酒店联营公司签约建设越南广宁省下龙 — 芒街高速公路工程 ,合同金额 4 亿美元 ;中兴通讯 股份有限公司与越南电力集团、电力通讯信息公 司签署了合同金额 1800 万美元的越南电力通讯 农网 EVDO 项目。 此外 ,还包括合同金额 4 亿美元的投资建设 高级商务区的联营协议、合同金额 720 万美元的 熟料水泥生产线 万美元 的建设经营越南宁顺省裕龙工业区的联营公司协 议等。 据悉 ,中越两国 2006 年贸易额达到 9915 亿 美元 ,目前中国对越投资项目有 400 多个 ,注册资 金累计达到 8 亿多美元。此次论坛由中国贸促会 和越南工商会联合主办。500 多名中越企业家参 加了论坛。 (本刊摘编) —59— No. 3 2007 谭齐 :回转窑基础设计计算方式及构造 S PS T SPECIAL STRUCTURESNo. 3 2007 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

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