水利水電工程施工需要巨量的砂石料。為提供工程所需要的砂石料，需設(shè)置一個或數(shù)個砂石加工系統(tǒng)。砂石加工系統(tǒng)中設(shè)置有砂石料堆場， 用來對砂石料進(jìn)行存儲、 轉(zhuǎn)運(yùn)和調(diào)節(jié)。堆場構(gòu)筑物的土建投資往往占砂石料加工系統(tǒng)的一半以上。堆場中帶式輸送機(jī)棧橋，因其平面位置落在料堆范圍內(nèi)，由堆料及卸料產(chǎn)生的料流壓力對棧橋設(shè)計的影響重大。選擇合適的結(jié)構(gòu)布置可以有效地減少或避開料流壓力，當(dāng)無法避開時，在目前沒有統(tǒng)一規(guī)定的情況下，應(yīng)該正確地考慮料流壓力，使設(shè)計的棧橋安全適用、 經(jīng)濟(jì)合理。本文根據(jù)對十幾座（堆料高度20～30ｍ）大型堆場的設(shè)計實踐總結(jié)，對堆場中帶式輸送機(jī)棧橋設(shè)計的特點進(jìn)行了探討。

　?。?結(jié)構(gòu)布置

　　帶式輸送機(jī)棧橋結(jié)構(gòu)的布置主要取決于帶式輸送機(jī)的工藝布置及要求?？缍冉Y(jié)構(gòu)布置要結(jié)合立柱統(tǒng)一考慮，其布置順序，一般由高至低，以避免短跨度配高立柱的情況出現(xiàn)?？缍冉Y(jié)構(gòu)的長度以2.4ｍ為模數(shù)，目前水電工程中使用的跨度一般為12～40.8ｍ。相鄰兩跨長度之差不宜過大，跨度結(jié)構(gòu)類別應(yīng)少，以便于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和重復(fù)利用。

　　砂石料堆場進(jìn)料帶式輸送機(jī)棧橋由兩端的機(jī)頭、機(jī)尾部分和中間的立柱結(jié)構(gòu)、跨度結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)帶式輸送機(jī)的工藝布置，帶式輸送機(jī)的軸線與堆場中的地壟軸線之間的夾角為0～90°， 當(dāng)夾角值較小時， 必須將立柱布置在料堆中。特別地，當(dāng)夾角值為0°時，可將部分棧橋立柱布置在堆場分倉隔料墻及堆場兩端擋料墻上； 當(dāng)夾角值較大時， 除可將立柱布置在料堆中，還可結(jié)合跨度結(jié)構(gòu)尺寸，考慮將立柱布置在料堆邊緣，或布置在堆料高度較小的部位，以避開或減少料流壓力的影響，見圖１。

　　布置在料堆中的立柱應(yīng)根據(jù)堆料方式選擇不同的型式。一般情況下，一臺卸料小車只供應(yīng)設(shè)有一條地壟的堆場進(jìn)料， 即卸料小車運(yùn)輸?shù)臈蛘挥诘貕彭斏?。這樣，無論堆場進(jìn)料或出料，作用于立柱結(jié)構(gòu)的骨料側(cè)壓力，主要是縱向（平行帶式輸送機(jī)方向）不對稱作用， 立柱頂主要為縱向的水平位移。另一種情況，堆場下設(shè)有平行的雙地壟，而卸料帶式輸送機(jī)棧橋位于兩地壟之間，棧橋上安裝有橫向移動可逆帶式輸送機(jī)向兩邊卸料。這種條件下的棧橋，無論堆場進(jìn)料或出料都可形成縱、橫向（垂直帶式輸送機(jī)方向）均不對稱的骨料側(cè)壓力作用于立柱，立柱頂有縱、橫向兩方向的水平位移。

　　２ 結(jié)構(gòu)類型

　?。?１ 跨度結(jié)構(gòu)

　　堆場進(jìn)料帶式輸送機(jī)棧橋的跨度結(jié)構(gòu)一般采用上承式鋼桁架梁， 考慮鋼桁架梁的重復(fù)使用， 其斷面形狀取為長方形。鋼桁架梁的高度ｈ取其跨度Ｌ的１／14～１／16，鋼桁架梁的寬度可根據(jù)進(jìn)料帶式輸送機(jī)的寬度Ｂ（800～1200ｍｍ）分別定為1200～1800ｍｍ。走道采用挑臂支撐， 可根據(jù)工藝布置設(shè)置單邊或雙邊走道，見圖２。鋼桁架梁的允許撓度為Ｌ／400 。

　　2.2立柱結(jié)構(gòu)

　　堆場進(jìn)料帶式輸送機(jī)棧橋的立柱采用立體鋼支架，斷面形狀為長方形或三角形。根據(jù)設(shè)計實踐，當(dāng)立柱埋入料堆中的高度大于10ｍ時，適于采用長方形斷面立柱，立柱的寬高比為1／3～1／5。鋼支架埋入料堆中的高度一般不宜大于20ｍ。當(dāng)高度大于20ｍ時，建議地面以上20ｍ的部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼支架的４個（或３個）立面均為桁架。鋼支架的柱肢截面采用閉合斷面，使截面慣性矩在兩個方向基本相等，如“◎”形或“□”形。

　?。?結(jié)構(gòu)計算

　　３.１ 跨度結(jié)構(gòu)鋼桁架梁的計算

　?。?１.１ 計算假定

　?。?）鋼桁架梁計算按平面桁架處理。

　?。?）桁架節(jié)點為理想鉸接， 桁架所有桿件在同一平面內(nèi)， 并相交于節(jié)點中心處。

　?。?）所有荷載都作用在桁架節(jié)點上（ 如桿件上有節(jié)間荷載， 將其按比例化為兩個集中荷載， 分別作用在鄰近的左、 右節(jié)點上） 。

　?。常保?　荷載計算

　?。?）垂直荷載。① 恒載， 包括鋼桁架梁自重、帶式輸送機(jī)設(shè)備重、重錘拉緊裝置及其配重塊，有時還有管道重量。② 活載， 包括帶式輸送機(jī)帶面上物料的均布荷載、 鋼桁架梁人行道上的均布活載（考慮積料、零件存放等，按2ｋＮ／ｍ２計）、雪載。

　?。?）水平荷載。主要為風(fēng)載， 用于鋼桁架梁上下平聯(lián)的計算、 梁的穩(wěn)定計算。

　?。常保?結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算簡圖

　　鋼桁架梁按簡支梁計算， 計算簡圖如圖 ３所示。

　　３．１．４ 強(qiáng)度計算

　　根據(jù)內(nèi)力計算成果， 驗算上下弦桿及中間腹桿的應(yīng)力。

　?。常保?撓 度

　　桁架梁的撓度允許值為Ｌ／400 。

　　３．２ 立柱結(jié)構(gòu)計算

　?。常玻?立柱結(jié)構(gòu)計算假定

　?。?）取立體鋼支架的一個立面按平面桁架處理。

　?。?）桁架節(jié)點為理想鉸接， 桁架所有桿件在同一平面內(nèi)， 并相交于節(jié)點中心處。

　　３．２．２ 荷載計算

　?。?）垂直荷載。包括鋼支架自重、桁架梁支座處豎向反力、其他荷載（如置于支架內(nèi)的垂直拉緊裝置荷載） 。

　?。?） 水平荷載。包括上部桁架梁通過支座傳遞的橫向風(fēng)載（垂直帶式輸送機(jī)軸線方向）、作用于鋼支架上的分布風(fēng)載、料流壓力。堆場進(jìn)料時，骨料流動比較緩慢，當(dāng)骨料堆置達(dá)設(shè)計最大高度時，停止進(jìn)料，此時骨料處于穩(wěn)定狀態(tài)。地壟卸料孔開啟卸料時， 骨料失去穩(wěn)定而流動。隨著出料時間的延長， 料堆頂部塌落， 以卸料口為錐頂形成的“ 漏斗” 逐漸加深，上口直徑也不斷擴(kuò)大。由于砂石料的自卸角一般大于其自然休止角， 故自卸形成的“ 漏斗” 斗壁難以長時間維持穩(wěn)定， 往往出現(xiàn)突然塌方現(xiàn)象。當(dāng)立柱一側(cè)的砂石料到達(dá)最大堆置高度， 而另一側(cè)砂石料自卸形成的“ 漏斗” 又達(dá)極限深度時， 若斗壁突然塌方而使其作用于立柱的側(cè)壓力突然減小或卸荷， 就出現(xiàn)了最不利荷載情況， 此工況的水平料壓為計算堆場中立柱的控制工況。作用于立柱兩側(cè)的砂石料壓力均按庫倫主動土壓力計算，立柱一側(cè)的料壓高度為最大堆置高度，另一側(cè)的料壓高度根據(jù)卸料孔口的位置按砂石料的自然休止角（ 取內(nèi)摩擦角） 與立柱的交點確定。立柱的擋料寬度，目前沒有統(tǒng)一的規(guī)定， 根據(jù)對國內(nèi)數(shù)座堆高 ２０～２５ｍ的砂石料堆場的設(shè)計實踐， 按３倍的柱肢寬度取值較接近實際情況。

　?。常?．３ 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

　　立柱在垂直和水平荷載的作用下， 根據(jù)卸料孔口的布置， 選擇沿帶式輸送機(jī)軸線和垂直帶式輸送機(jī)軸線兩個方向的平面桁架分別計算。立柱按底端固定，頂端自由計算， 計算簡圖見圖４，立柱柱頂水平位移容許值為Ｈ／５００ 。

　　沿帶式輸送機(jī)軸線的平面桁架， 當(dāng)其沿帶式輸送機(jī)軸線方向變形時， 上部的帶式輸送機(jī)鋼桁架梁對其有一定的約束，此時，要求梁柱結(jié)合處的立柱頂面形成可承受水平荷載的平面桁（框）架。作用于水平桁（框）架的荷載按立柱底端固定，頂端鉸支算得，如圖５，６。

　　在堆場中帶式輸送機(jī)棧橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，料流壓力的計算是重點，其取值直接影響到立柱的安全和正常使用。目前還沒有既有理論依據(jù)又有實測資料的計算方法。長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院設(shè)計了數(shù)座堆高20～30ｍ的砂石料堆場，并已全部投入運(yùn)轉(zhuǎn)使用，從各工程的堆場運(yùn)行情況看，計算假定、計算模式、構(gòu)造形式合理，計算變形接近實際變形情況，可以保證堆場的安全平穩(wěn)運(yùn)行。