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空冷岛环形柱设计及施工 　　摘要：直接空冷平台支撑结构是直接空冷电厂的重要组成部分，该结构体系主要由钢桁架平台和平台下部钢筋混凝土支柱组成。本文结合某电厂实例，采用空冷岛平台结构整体有限元计算分析的结果，结合混凝土规范的相关规定对下部钢筋混凝土柱进行设计，并对施工方法做了介绍，可供同类工程参考。 　　关键词：空冷岛；环形柱；清水混凝土施工 　　中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号： 　　1 概述 　　目前，北方尤其是西北地区已建或在建空冷电厂以直冷方式居多，直接空冷平台支撑结构作为直接空冷系统的重要组成部分，同样也是火力发电厂内的生命线工程。空冷凝汽器支架体系主要由钢桁架平台和平台下部钢筋混凝土柱组成。该支撑结构因其结构的特殊性，其计算技术还没有专门的计算软件用来分析计算。目前电力行业内，主要采用Sap2000、Midas/gen 及Staad/china等软件对结构进行整体有限元分析计算，依据计算后的结果，然后再对混凝土柱进行结构设计。本文主要依据规范、规程公式，对环形混凝土柱进行设计；为达到工艺要求，对清水混凝土环形柱的施工提出一些措施。 　　 　　2 空冷柱的结构设计 　　2.1有限元分析模型及分析 　　某 2×135MW直接空冷电厂位于新疆巴州地区，直接空冷凝汽器系统为钢桁架承台结构，单台机组直冷承台受到六个钢筋混凝土柱的支撑，依据工艺需要，承台高度约为28.0m。 　　使用有限元分析程序Staad/china进行受力分析和结构构件设计，将ACC承台模型化为一个3D结构，钢结构平台（含环形混凝土柱）的所有结构均采用梁单元和杆单元模拟，有限元模型见图1。上部结构荷载输入包括结构自重、挡风墙载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷以及风机动力载荷等。具体输入过程、荷载组合情况及有限元分析过程不在此文赘述，只提取其计算结果作为下部空冷柱的计算依据。 　　 　　图一空冷岛有限元模型图二环形柱在风荷载作用下弯矩图 　　 　　2.2 依据规范公式的混凝土柱设计 　　2.2.1 柱的设计概况 　　混凝土柱的最大弯矩位于柱脚处，因此取支座反力作为柱的设计荷载。当柱脚满足的时候，其它地方都是??足的。 　　初步确定空冷环形土柱采用3200×350的环形混凝土柱，混凝土标号C40。 　　2.2.2 柱的配筋设计 　　从图二（柱子在风荷载工况下的弯矩图）中，我们可以看到，柱所取计算段的上下弯矩接近，通过统计最不利的荷载组合情况，按最保守的计算取M1/M2=0.9。而且在设计时，总是考虑轴力的二阶效应。 　　依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010，支柱正截面受压承载力计算公式： 　　N≤α*α1*fc*A+(α-α1)*fy*As (E.0.3-1) 　　N*ei≤α1*fc*A*(r1+r2)sinπα/2π+fy*As*rs(sinπα+sinπαt)/π (E.0.3-2) 　　上述公式使用于沿周边均匀配置纵向钢筋的环形截面偏心受压构件。 　　上述各公式中的系数和偏心距依据E0.3-5和E0.3-6公式，分别为： 　　αt=1-1.5α和ei=e0+ea 　　说明：本文只摘录主要公式，公式中符号的含义见相应规范中的说明。 　　求解过程主要是将E.0.3-1取等号得As=（ N-α*α1*fc*A）/(α-α1)*fy， 　　将As代入E.0.3-1，试算出符合条件的α，进而求得As。求出的α、As需同时满足E.0.3-1和E.0.3-1，经过多次试算，求出α对应的最小As。求解As的过程是一个迭代过程，用手算的方式比较繁琐，建议编制程序，利用计算机自动求解，可准确、快速得到计算结果。 　　2.2.3优化设计结果 　　最后的优化设计结果为：混凝土柱采用3200×350的环形混凝土柱，配筋为内外壁各60根直径22mm的HPB400级钢筋，净保护层为35mm，配以符合规范的箍筋。 　　 　　3 空冷柱的施工 　　空冷岛环形柱属于电厂亮点工程，其表面采用清水混凝土，具有比较强的视觉效果。清水混凝土是一次浇筑成型，不做任何外装饰，直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为其饰面，它不同于普通混凝土，其表面平整光滑、棱角分明，无任何外墙装饰，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂直接作为外装饰面，显得十分天然、庄重。良好的施工工艺能使空冷柱群整齐划一，极具美感。 　　考虑本空冷柱工程的工艺要求，决定采用定型模施工工艺，即加工12套外筒壁定型模板，外定型模板采用18mm多层板内衬有PVC板这一新工艺。根据空冷柱直径构造特点，采用内外搭设脚手架、定型模板施工。 　　空冷平台支柱筒身为薄壁结构，混凝土浇筑质量至关重要，除材质和配合比应满足设计及规范要求外，施工操作时还需注意振捣密