选煤厂主洗车间梁板过大振动响应的测试及分析_郭昭胜

经现场勘察，标高 13. 8m 楼板 314 振动筛强振点下次 梁曾采用梁底增加 250mm（ 原梁高 650mm） 厚普通混凝土进 行加固。
根据 《混凝土 结 构 设 计 规 范》 GB50010 － 2010［3］，混 凝土的疲劳强度是根据混凝土试件承受 200 万次循环荷载 而确定的。根据设备强迫振动频率（ 14. 87Hz） ，以每秒钟振 动 15 次进行估算，混凝土梁承受 200 万次循环荷载仅需 4 ～ 5d 即可完成。因此，采用普通混凝土二次浇筑加大截面 加固方法，新老混凝土结合面处的混凝土在强度增长初期 的4 ～ 5d 内即可能出现微裂纹，失去结合能力，使加固失 效。现场测试中，标高 13. 8m 平面上的 2 号测点和 4 号测 点位于照片 1 中的次梁跨中上，3 号测点位于该次梁旁边的 楼板上，三个测点的实测竖向振动位移幅值最大超出标准 限值的 38 倍，最小超出标准限值的 3. 3 倍，表明了该次梁 的加固已经失效，不能有效为相邻楼板提供刚度，这种加 固方法不适用于高频振动工况。
现场测试时所有设备开机正常运行，符合日常生产情 况。结合该结构及振动设备的布置特点，在标高 5. 3m 平面 内的 3 台离心机附近的人员振感较强烈处布置 3 个测点； 在标高 13. 8m 平面内的 5 台振动筛附近的人员振感较强烈 处布置 10 个测点，测点定位选取在振动设备支座所处的主 次梁交汇点和楼板中点，测点布置如图 1、图 2 所示。
摘 要： 太原东盛选煤厂主洗车间经设备改造后，引发了离心机与振动筛所在楼板的竖向振 动过大的问题。因此，分别对标高 5. 3m 及标高 13. 8m 楼板振动响应进行了测试，得到了振动设 备的扰频、测点的竖向振动响应信号曲线及位移振幅值。经分析得出梁板体系竖向刚度相对较弱 及强迫共振是导致楼面较大振动响应的根本原因，并发现已有加固措施的不足之处，最后提出新 的减振加固思路。
第46 卷 第4 期 2014 年 第4 期
煤炭工程
COAL ENGINEEＲING
Vol. 46，No. 4 No. 4，2014
doi： 10. 11799 / ce201404022
选煤厂主洗车间梁板过大振动响应的测试及分析
郭昭胜1 ，高志辉2
（ 1. 太原理工大学 建筑与土木工程学院，山西 太原 030024； 2. 北方工程设计研究院有限公司，河北 石家庄 050011）
1. 3 振动测试结果及分析
标高 5. 3m 平面及标高 13. 8m 平面内楼板上各测点的 竖向振动位移响应幅值测试结果见表 1。根据各测点振动响 应信 号 的 自 谱 分 析 结 果 可 知，楼 板 强 迫 振 动 频 率 为 14. 87Hz。
根据 ISO 推荐的建筑振动标准［2］，对于企业生产车间，
1） 52 煤井下混凝土、碎石材料的运距缩短了三分之二， 连采后配套的混凝土底板及石子垫路等施工效率提高了一倍， 满足了千万吨矿井巷道快速掘进对后配套施工的要求。
2） 采用输料孔运料，因运距缩短，工程车使用效率提 高了两倍多，车辆使用量减少了二分之一，辅助运输易便 于管理，辅助运输安全隐患也大大降低。
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图 4 输料孔使用流程
5结论
输料孔投用后，在连采后配套顺槽底板垫路、施工混
凝土底板、其它矿务工程以及辅助运输安全管理等方面取
得了明显的效果。
图 3 输料孔下口硐室巷道支护图 （ mm）
3） 安设安全监测及视频监控系统。接料硐室口和回风 流安设 CH4 、CO 传感 器，输料硐室入口处安设监控摄像 头，监测及监控数据上传地面调度室。
Abstract： After the equipment reformation of Taiyuan Dongsheng coal preparation plant main workshop， excessive vibration of beam － slab system occurred． Vibration response test was conducted for floors at elevation of 5. 3m and 13. 8m， the disturbing frequency of vibrating equipment， the response signal curve of vertical vibration， and displacement amplitude were obtained． According to the test results，the main cause of excessive vibration of floor was forced resonance and relatively small vertical stiffness of floor． The deficiencies of current strengthening measures were analyzed，and the new vibration reduction treatment idea was proposed． Keywords： floor vibration； spot testing； resonance； vibration reduction and strengthening
高 13. 8m 楼板振动响应进行了初步测试，初步得到了振动 设备的扰频、测点的竖向振动响应信号曲线及位移振幅值。
1 楼面振动现场测试
1. 1 概 况
选煤厂主洗车间厂房为主体 5 层，局部 6 层的钢筋混 凝土框架 结 构，结 构 总 高 度 为 31. 3m，平 面 柱 网 尺 寸 有 7. 5m 和 7. 0m 两种，主要层高 4. 0 ～ 6. 0m，局部设有若干 夹层，共 6 个标高平面。业主根据生产需要由原来的年处理 90 万 t 设备升级改造为年处理 120 万 t 设备。该改造项目完 毕并投入使用后，发现位于二层（ 标高 5. 3m） 平面内的 3 台 末精煤离心脱水机（ 设备编号为 328、329、330） 、四层（ 标
图 4 所示。
术，2011（ 9） ： 159 － 160．
关键词： 楼板振动; 现场测试; 共振; 减振加固 中图分类号： TU746 文献标识码： B 文章编号： 1671 － 0959（ 2014） 04-0062-03
Test and Analysis on Excessive Vibration Ｒesponse of Beam － Slab in Coal Preparation Plant Main Workshop
收稿日期： 2013 － 11 － 25 作者简介： 郭昭胜（ 1980 － ） ，男，山东单县人，博士研究生，一级注册结构工程师，主要从事土木工程试验、检测鉴
定及桩基础抗震研究等方面工作，E － mail： 13934511792@ 163. com。 引用格式： 郭昭胜，高志辉． 选煤厂主洗车间梁板过大振动响应的测试及分析 ［J］． 煤炭工程，2014，46（ 4） ： 62 －
63，66．
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高 13. 8m） 平面内的 5 台脱介直线筛（ 设备编号为 313、314、 315、316、317） 及 1 台中煤脱介弧形筛（ 设备编号为 309） 在 开机运行时，分别在各自所在的楼板上产生了较大的竖向 振动反应。
1. 2 测试系统及测点布置
4） 接料硐室内设挡墙、外设安全帘。接料硐室下风侧 设喷雾降尘装置，有效降低下料时产生的粉尘浓度。
5） 针对混凝土与碎石子材料性质的不同，采用不同的 管理方式，混凝土采用 “即下即用” 的方式； 碎石子采取 “集中下料、井下集中存放、随用随取” 的方式。
6） 输料孔上下口安设固定电话，下料时通过电话联系。 7） 因下料过程涉及岗位多，为多岗位配合作业，为提 高管理效率和安全，对下料过程采用流程化管理，通过流 程序管理来消除各种可能存在的隐患。输料孔使用流程如
2 楼板强烈振动原因分析
图 2 标高 13. 8m 平面振筛机附近测点布置图（ mm）
主要测试内容为振动设备的扰频、测点的竖向振动响 应信号曲线及位移振幅值。测试采用多通道大容量计算机 数据采集系统及信号处理技术。测试系统主要设备有： 891 － Ⅱ型传感器，INV － 6 型功率放大器，DASP（ 工程版） 数 据采集与分析系统及计算机。测试前对该系统进行联机标 定。现场测试工作依据文献 ［1］ 的有关规定进行。
GUO Zhao － sheng1 ，GAO Zhi － hui2
（ 1. College of Architecture and Civil Engineering，Tai Yuan University of Technology，Tai Yuan 030024，China； 2. Norendar International Limited，Shijiazhuang 050011，China）
在国内外选煤厂主洗车间中，常常利用各类振动筛和 离心机来实现其选煤生产工艺，不可避免地引发结构振动 问题［1］。振动设备在运转过程中对厂房结构产生持续振荡 激励，过大的有害振动将严重影响结构安全和工作人员的 身心健康。因此，对处于动荷载作用下的结构构件必须进 行合理的动力计算分析，以便对动载设备的振动影响予以 正确的估计和控制。对于已经出现的过大强迫振动，必须 及时采取科学有效的减振加固措施。而为给减振加固提供 科学依据，则必须进行结构振动响应的测试、分析及评估。 本文针对山西省太原市东盛焦化煤气有限公司选煤厂主洗 车间经年处理 120 万 t 设备改造后，引发的离心机与振动筛 所在楼板的过大竖向振动反应问题，分别对标高 5. 3m 及标
表 1 测点竖向振动位移幅值
测点号
1
2
3
振动筛