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某初軋廠均熱爐車間出渣渣廊建于1957年，1958年投入使用。渣廊全書156米，設有10個溫度縫，除了中部的7#溫度區(qū)段外，其它10個溫度區(qū)段均15米長，稱作標準溫度區(qū)段.渣廊采用鋼筋混凝土結構，設計混凝土標號200#，環(huán)向配筋 200，頂析底部的縱向配筋為9@ 200，其結構形式、大梁處的橫斷面及幾何尺寸。
渣廊上的荷載主要有土壓力、地下水壓力以及在頂板上和擋土墻外側上方鋪設的兩股鋼錠車軌，此外在渣廊內(nèi)部還存在著一定的溫度作用，由于渣廊的工作環(huán)境及施工質(zhì)量較差，原設計中又存在一些不盡合理之處，故經(jīng)過長期使用其各項功能的可靠性均有下降。1991年初，廠方在檢查中發(fā)現(xiàn)渣廊頂板有漏水和鹽析現(xiàn)象，進一步檢查又發(fā)現(xiàn)渣廊內(nèi)部已多處開裂，裂縫形式主要是貫通渣廊橫截面的環(huán)向通縫，最大裂縫寬度已達3mm以上，直接影響著渣廊的正常工作和使用。
為了查清渣廊環(huán)向開裂的主要原因，改善渣廊的工作狀況，保證其正常使用和工作，筆者還與廠方一起考察了另外兩個初軋廠均熱爐車間出渣渣廊。結果發(fā)現(xiàn)這類結構均有開裂問題，并且裂縫的形式和位置也大致相同，但由于3個渣廊的外載及結構形式稍有不同，因而開裂的嚴重程度不一，屬A渣廊最為嚴重。同時，筆者還走訪了部分有關設計單位，了解到當時由于條件所限，渣廊設計一般只按平面問題計算，未考慮渣廊的整體空間作用及空間內(nèi)力分析，縱向鋼筋僅按當時的構造要求配置。于是，重點調(diào)查了A渣廊的開裂情況，同時也對3個渣廊的開裂進行了有限元分析。
A渣廊從北向南分為11個溫度區(qū)段，除了上述的荷載外，北端還經(jīng)常作用堆積荷載以及鋼錠脫鉤產(chǎn)生的沖擊荷載，僅一個鋼錠((2X4輪，輪距1.45m)及其料重就達150t左右。1972-1973年間，廠方曾采用液體出渣，導致渣廊大梁外側燒傷，后已作加固處理。現(xiàn)在的工藝為干出渣，一般情況下渣廊內(nèi)的溫度為300C左右，出渣時局部溫度可達450℃，最高時可達550℃左右。調(diào)查結果發(fā)現(xiàn)，渣廊的11個溫度區(qū)段均有不同程度的開裂，北端的1#，2#溫度區(qū)段(沖擊荷載加堆積荷載區(qū))開裂最為嚴重，3#，4#區(qū)段(堆積荷載區(qū))的開裂雖較1#，2#區(qū)段稍輕，但也十分嚴重。經(jīng)檢查，1#，4#區(qū)段一般都有4-6條十分明顯的環(huán)向貫通主裂縫，其裂縫寬度均在2 mm以上，裂縫走向為大梁底一頂板一擋土墻內(nèi)側，并且都在底板處消失.進一步檢查表明渣廊的底板都未開裂，也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的不均勻沉降。渣廊的漏水和鹽析主要發(fā)生在1#，2#區(qū)段，其中一些部位的裂縫寬度達5mm左右，鹽析厚度竟達6mm。此外，在渣廊頂板底還分布有多處無規(guī)律的裂縫，裂縫寬度一般為0.05-1.0mm，走向雜亂無章，極不規(guī)則，該區(qū)段的典型裂縫分布。
渣廊中段的5#-8#區(qū)段也有裂縫，但由于該區(qū)段的渣廊頂板上沒有堆積荷載和沖擊荷載，故其開裂的程度遠沒有北邊嚴重。首先，在該區(qū)段未發(fā)現(xiàn)明顯的環(huán)向貫通主裂縫，其次，裂縫寬度也都比北端小，一般不超過1.5mm，并且大多數(shù)都在頂板底，擋土墻上的裂縫很少。但裂縫的位置和走向與北端的大致相同，頂板底也有較多不規(guī)則的細小裂縫，其寬度大約為0.05-0.5mm。
9#-11#區(qū)段位于渣廊南端.這時，鋼錠車軌已偏離渣廊頂板，故該區(qū)段的開裂程度較輕。檢測中發(fā)現(xiàn)，除了在渣廊頂板底有一些0.5mm以下的極不規(guī)則的細小裂縫處，未發(fā)現(xiàn)其它任何破損情況及明顯的受力裂縫.經(jīng)過實測，在發(fā)生漏水和鹽析現(xiàn)象的裂縫處，鋼筋的銹蝕比較嚴重，除銹后的縱向鋼筋的直徑約為3.5mm。取樣實測的鋼材性能，經(jīng)過回彈一超聲一取芯法的綜合評定，渣廊的實測混凝土強度等級為C15。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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