火车卸油栈桥优化设计
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摘要：火车卸油栈桥是成品油库建设中的重要组成部分，它的合理性直接影响到火车卸油工作的合理有序进行。本文从几个成品油库项目中的火车卸油栈桥结构设计出发，论述了卸油栈桥在平面布置、构件设计等几个方面的优化过程。
关键字：火车卸油栈桥 平面布置 构件设计 优化
中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：
1 概述
近年来，伴随着成品油库建设的突飞猛进发展，油库内的基础设施建设的标准也在逐步提高，火车卸油栈桥就是其中一项重要的构筑物。其最新的结构形式——钢结构也已经被列入建设标准设计中，并且在一些新建的成品油库中得到了应用。
2 总体布置
一般的火车卸油栈桥总体平面布置大致相同，均为宽1.8m，栈桥桥面至铁轨轨顶的距离为3.5m，每隔12m有一个鹤位，首末两端及中间均设有上下栈桥的斜梯，且桥面和斜梯两侧均设有栏杆。唯一不同之处就在于总长度会根据各个油库的实际情况而有所不同。
2.1 平面布置
设计中平面布置看似很普通，却需要考虑多方面的因素。
首先，栈桥横向柱间净距的要求。由于栈桥桥面下部会有工艺管线经过，根据工艺管线的大小，对栈桥立柱的净距会有不同的要求，这一点一定要注意，否则就会不满足工艺管线的安装需求，这也就意味着整个栈桥结构设计的失败。以东胜油库和永州油库为例，东胜油库在设计时柱间距为1450mm就可以满足工艺要求，而永州油库则需要1550mm才能满足要求。
其次，温度缝的设置位置。根据《钢结构设计手册》（上册）中第2.5.1节中的第6条关于温度区段长度值的规定，火车卸油栈桥属于室外露天结构，因此纵向应温度缝的设置最大长度为120m。同样以东胜油库和永州油库为例，东盛油库栈桥总长为336m，设置了两道温度缝，每个区段的长度分别为108m，120m，108m；永州油库栈桥总长为324m，同样也设置了两道温度缝，每个区段的长度均为108m。温度缝的宽度为60mm，缝两边470mm处分别设置立柱。
第三，柱间支撑的设置。通过温度缝将栈桥划分为几个区段，为了保证整体的稳定性，需要在每个区段内设置柱间支撑，采用十字形交叉支撑。设置的位置分别每个区段长度的1/3处。
第四，斜梯的布置。一般在栈桥首末两端都会布置上下栈桥用的斜梯，为了满足行走舒适，均采用45°斜梯。同时，在栈桥中间还会布置几个平行于栈桥长度方向的斜梯，这种斜梯在布置上需要注意，要与栈桥两侧的操作斜梯分开，以避免发生碰撞现象。
2.2 立面设计
设计时通长以铁轨轨顶标高为±0.000，栈桥桥面标高定为3.50，然而每个成品油库中铁轨轨顶至场区地面的高差都有一定的差异，如果将栈桥立柱的基础顶标高均定为高出场区地坪200mm的话，则栈桥立柱的长度就没有一个统一的标准。为了解决这个问题，我们采取了调整立柱基础高度的方法，来统一立柱长度，将各个成品油库中的栈桥立柱底标高统一确定为-0.100，即低于铁轨轨顶100mm。这样一来，栈桥桥面至立柱底的高度就统一成3.6米，由于每个栈桥上的荷载基本相同，各个油库中的栈桥便可以采用同样规格尺寸的立柱，这样也提高了一定的工作效率。
栈桥立面图中需要表示出栈桥的高度，立柱轴间距，工艺管架的布置，栏杆的设置等方面的内容。具体可见图2.2-1.
图2.2-1栈桥立面图
图中表示了栈桥桥面标高，立柱底标高，栏杆的高度，工艺管架的布置。对于不同的项目，根据工艺管线安装的要求不同，可以通过调整A轴与B轴之间的距离来实现。正如前文所说的，东胜油库栈桥柱间距为1450mm，永州油库栈桥柱间距为1550mm。工艺管架的布置也是根据不同的项目的不同要求，有单层布置，双层布置，三层或是更多的，管架的标高通过表格的形式在图纸中体现。
3 构件设计
火车卸油栈桥构件设计主要是梁、柱及节点的设计。
3.1 梁、柱设计
梁、柱的设计的内容主要是确定其规格型号。通过总结几个油库火车卸油栈桥结构设计，栈桥的立柱采用热轧无缝圆钢管，主梁与次梁采用热轧普通槽钢，工艺管架采用热轧普通工字钢。
利用PKPM辅助设计，在钢结构模块中的钢框架中建立空间模型，并根据工艺管架的标高将所有的管家布置在模型中。通过软件辅助计算，最后确定出各个构件的尺寸，栈桥立柱采用φ219×6无缝钢管，主梁采用槽钢18a，次梁采用槽钢10。
用于安装鹤管立柱的加强钢梁经过了优化之后由最初的槽钢10改为槽钢18a，因为用槽钢10来固定鹤管立柱底座，在安装之后鹤管会出现晃动，东胜油库项目是按照前者设计制作的，最后由厂家在现场用钢板进行了加固，在这之后的项目中的火车栈桥的设计均将此梁改为槽钢18a。一方面防止了鹤管的晃动，另一方面可以利用此梁可以增加栈桥主梁与立柱之间的连接螺栓的数量。
3.1 节点设计
节点设计主要包括梁与柱的连接，主梁与次梁的连接。随着总承包项目的逐步扩大，火车卸油栈桥已经由现场焊接改为由厂家成品制作。通过东胜油库项目与栈桥制作厂家的沟通，并经过计算核实，将连接形式确定为如下方式：主梁与次梁的连接为焊接，管架梁与柱的连接为焊接，并需要采取加劲措施；柱与主梁的连接为螺栓连接。
4 结语
通过几个项目的设计优化，总结出一些火车卸油栈桥设计的新方法、新思路、新措施，从总承包角度出发，将火车卸油栈桥的结构进行优化统一，有利于形成一套完整标准的成果，从而应用到更多的成品油库中去。
5 参考文献
[1]《钢结构设计手册》（上册） 中国建筑工业出版社
[2]成品油库建设标准设计 中国石油天然气股份有限公司
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