模块化技术在冶金矿山E—House上的应用VIP

第34卷 第5期 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 2013企 1O 月 模块化技术在冶金矿山E建群，李大浪，黄恒平，杨怀东，胡根华 (中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031) 摘 要冶金矿山工程中需要大量的电气房E冶金矿山工程采用先进的模块化技术理念，利 用中国某港1：3模块建造基地建造该项目所需的所有电气房并在模块建造基地完成模块的整体制造安装和设 备的调试，然后经陆路、海陆运输转运至现场，很好地解决了电气设备安装需要大量现场人工时的问题，使电气 房实现集成化、模块化。提高了产品品质。 关键词模块化技术；E块划分；主体结构；空调布置；模块运输加固 中图分类号：献标识码：B 文章编号：10044345(2013)05003803 I U o，3003 1， of in of of at a in a to by of to of 工程概况 某铁矿工程位于澳大利亚西北部，距西澳首府 00 工程包括采矿场、选矿厂和海 水淡化、码头等设施，是典型的冶金矿山工程。选矿 厂包括破碎、磨矿、筛分分级、洗矿、选别等几个或全 部作业，其主要车间有粗碎、中间矿堆、磨矿、砾石破 碎、浮选、精矿脱水和石灰乳化，以及配套的公辅设 施如电力配电房中，电气房E总建筑面积约为6 000 m，最 宽为135 重的是360 t，平均重量220 t，平均 高度是75 收稿日期：20130506 基金项目：中国中冶重大科技专项项目(0012012005)。 作者简介：2979男，工程师，主要从事结构设计工作。 鉴于项目所在地资源紧张、人工费用昂贵、项目 工期紧等特性，本工程提出一种先进的模块化技术 理念：充分利用国内资源优势，将所有电气房在中国 某港口模块建造基地翻建造，并在模块建造基地完成 模块的整体制造安装和设备的调试，然后从基地直 接上海船，经海洋运输和到港后陆路转运至现场，整 体吊装就位，最后完成与基础对接。 2 电气房的模块划分及优化 所谓E文直译为“电气房”，是采用钢 结构全封闭、恒温恒湿、防水、防尘、能够抗飓风的建 筑。电气房E5划 模块化技术在冶金矿山应用 39 系统。电气柜包括高压柜、中压柜、低压柜、变频柜、通 讯柜、明柜、空调柜、消防柜、柜、整个冶金矿山的动力控制中心。 按照功能的划分将整个电气房划分为两大功能 模块：1)满足地基承载力要求的基础模块，每个柱下 独立 石后经运 输至现场，最后完成吊装就位；2)上部主体钢结构、 电气机、空蒯系统以及平台、楼梯、栏杆等维护构件 的组合模块。 为现模块的最优化， 设计分)平面和立面布置人手进行空间优化：E H 紧凑布置：立面布置优化主要体现在取消传统的 E面梁下设置空调吊架吊挂 室内 ，犀顶采用宅调支架固定室外空凋。模块室 内电气柜及室内外空调的布置见图l。 图1模块室内电气柜 3模块的主体结构设计 31结构体系和计算模型 EH c 架结构。为满足模块结构在运输环境及现场飓风 条件下的安全性能，并加强结构整体的侧向刚度，电 气房主体结构采 钢框架支撑体系。设计采用通用 有限元分析软件，对模块进行运输、吊装强度和变形验算，并按照 澳洲钢结构规范131998要求选取钢结构构 件，再转换为中同标7停型材安装。 32荷载工况及荷载组合 本1 程所有E均严格按照澳洲荷载规范I 1 70要求。 1)永久荷载。电气柜及空调等设备荷载按电气 及空渊 业提资条件选用。楼面恒载取10 kN犀面恒载05 kN构自重由程序自动计算。 21可变荷载。平台操作活荷载取10 kN面 活荷载取为05 kN梯活荷载取4 kN道 活荷载取25 kN荷载巾极限风速88 ms(用 于结构的强度计算)，正常使用风速53 ms；温度衙 载考虑5和降温。 31荷载组合。分析计算主要采用了以下3种荷载 组合：2恒+15活(2)12恒+O6 活+10极限风(用于强度计算)；(3)10恒+10活+10 正常使用风佣于变形计算1、 33边界条件 根据模块在不同时期的界约束条 件大致町分为2种情况：1)海洋运输及现场受力均采 用所有柱脚刚接；21模块陆地运输时，平板轴线车穿 过E过液压装置将模块顶起， E虑到运输模块通过 拉索与平板车同定，轴线车轮胎受压时有一定初始 变形，故假定架空层的梁底与平板车接触区域采用 弹性支座。模块码头现场加图2模块码头现场加工 4模块的空调支吊架系统设计 空凋吊架主要由吊杆和支承梁组成。空调支吊 架设计充分考虑安装和运输等因素的影响。为方便 空调安装，吊杆采用端板拼接方式将吊架分为两部 分。上半部吊杆与屋面梁先焊接好，待空调与吊架底 座安装固定后，整体起吊与上半部分进行端板拼接。 由于船体在海洋运输过程中受风浪的荷载作用产生 摆动，空调吊架的吊杆两侧分别设置斜撑杆并与屋面 梁连接，使吊杆的稳定性得到有效的加强。屋顶空调 支架支腿底部设置一定厚度的大底板与屋面波形板 焊接固定，考虑波形板与钢板组合截面的力学特性， 这样既保证了支座强度，又避免了支腿伸入屋面板密 封性差产生漏水。模块空调吊架见图3。 5模块的运输、吊装加固设计 E路运输再由陆地运输 至澳大利亚现场。整个运输过程中，模块在海上运输 40 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第34卷 的f 风l=!大 候恶劣多变，所以在设计 P r 浪 拔作川取仃效的n 幢，以满足模块 海运过程 奠、 坚j 、f 公 小一股仪 j 体 坝块进 绒、邶扎、 卸、索j I 符 汁汁钟：，作为 块f J、J 奠 的受， 仃海运 时的 城 l I J 袍 以h ：1)汁 j 块I，10i 受力 仆，许充分发挥 水 偻 支拌 f )构造Jl】 为 叮能 脱卡I!块的采川_底板 外尽可能 没置斜撑朴r【1板 定。对于体积小、重量轻的E 船和现场安装就位尽可能采用吊装 的方式 。没汁时应进行重心计算并选择合理的吊点 进行吊装验算，对吊点位置的构件及其吊耳构造进 行加强。模块运输、加同设计见图4图7。 图3模块空调吊架 图4 模块陆路运输及装船 图5模块海运甲板加固方式一 一 图6海运甲板加固方式二 图7模块抵达澳洲现场 6 结语 通过化忮术建造，实现_准化、高度集成化的生产模式，提高J ， 仪能大大缩短造价，减少 现场 作，保证施T=安全，改善 作环境 、而且通过 模块的有效提高平控制，模块化的Efj，少建设投资，更加有效地利川资源，最大限度降低 项剧期，减少现场人_1一时，将 建设场地条件差等不町控 素转化为 J 化生产的 因素，具有良好的应用前景 、 参考文献 11李大