摘要工業煉鋼廠房機械作業具有強度大、振動明顯、危險性高等特點，對廠房結構安全和其園區內的工作人員的工作舒適度產生一定的影響，廠房振動不滿足要求時宜進行改造或采取減隔振措施以提高廠房的安全性和舒適性。本文以廣東湛江寶鋼廠的鋼渣處理車間為研究對象，開展實地振動測試，分析落錘處理鋼渣工藝對結構與周圍環境振動的影響，提出減振措施并建立有限元模型分析減振效果。結果表明，落錘產生的地面振動響應較大，在局部地區，地面振動加速度和振動計權加速度級超出了規范容許限值，對舒適度影響顯著;廠房結構對振動的阻隔作用不明顯，周圍環境振動較大;采用增設軟土層的方式減振效果明顯，軟土層厚度0.3m時，振動幅值減小至原值的10%。

　　關鍵詞工業廠房;振動測試;計權加速度級;人體舒適度;減振措施

　　1引言

　　鋼鐵行業是自我國建設初期發展至今的重要工業分支，是工業化和現代化進程中最主要的組成部分。煉鋼及相關作業的廠房大多建設時間較遠，服役年限較長，煉鋼工藝具有高溫、高壓、振動大等特點，因此多數工廠車間的人工作業環境惡劣，采用落錘進行鋼渣處理的工業廠房，振動干擾大，對廠房的建筑結構、廠房周邊工廠區域以及廠房內的工作人員舒適度的影響不可忽視。針對工業廠房的振動問題，近年來學者們開展了相關的試驗與理論研究，對大型設備作業產生的振動3]、精密儀器廠房振動控制5]、新型多層工業廠房異常振動測試7]等均進行了試驗和理論分析。

　　鋼鐵行業論文： 鋼鐵生產中料倉料位測量裝置的應用探究

　　然而，車間除了完成工業生產任務，同時也是大量的工廠從業人員日常工作的場所，廠房振動對人體舒適度的影響直接反映了車間人員的工作環境舒適性。研究者們針對工業廠房展開的振動測試，探討了多種減隔振措施12]，其研究對象多數集中于建筑結構自身或者儀器設備，而較少涉及振動對人體舒適性的影響以及廠房內部振動對廠房外部公共空間的影響。

　　本文以某鋼廠鋼渣處理車間為工程實例，開展振動測試，分析結構振動響應，并對振動響應對結構和人體的影響進行了評價，為廠房車間后期的減隔振設計和結構加固改造提供了依據。工程概況廣東湛江寶鋼基地的鋼渣處理落錘廠房車間為單層框架結構，車間面積4300，柱結構采用鋼筋混凝土雙肢柱，屋面為型鋼鋼架。鋼渣處理工程使用磁吸重物(落錘)至一定高度處后重物自由落體錘擊鋼渣的作業流程，落錘重量10，磁吸攀升高度17，落錘頻率平均約次小時。圖給出了落錘車間操作現場圖，落錘作業頻率高、產生的沖擊強度大。

　　2現場振動測試

　　為探究落錘對廠房結構、周圍環境與人員舒適度的影響，本文在落錘工廠內外分別布設傳感器，測試落錘時的振動響應。

　　3數據分析

　　落錘工廠的振動激勵源為重球(落錘)的自由落體沖擊，車間內的落錘直徑、提升高度均為定值，因此，每次落錘沖擊的能量基本一致，通過自由落體公式計算得到單次沖擊能為1666。

　　3.1結構振動容許標準

　　為了在建筑工程振動控制中貫徹國家的技術經濟政策，以符合安全適用、經濟合理、確保正常生成和滿足環境要求，相關部門制定了《建筑工程容許振動標準》13]。標準中并未有專門針對使用落錘的鋼渣處理廠房的振動容許值相關規定，本文以與落錘作用近似的鍛錘基礎振動容許標準為依據，當落錘重量大于時，地面振動的容許加速度峰值為6.80m/s。

　　工業廠房具有人機共同作業的特征，因此，除考慮建筑結構的振動容許標準外，還需考慮振動對人體舒適度的影響，考慮到落錘廠房作業人員以站姿為主，采用豎向振動為控制指標。根據《建筑工程容許振動標準》，對于連續振動、間歇振動和重復性沖擊振動的車間，滿足人體舒適性的豎向容許振動計權加速度級為92dB。

　　4減振措施分析

　　根據實測分析，落錘對廠房及周邊的振動影響較大，嚴重影響園區內作業工人的舒適度。采取有效減隔振措施，對保證工人正常生產、結構安全作業意義重大。綜合考慮對生產的干擾、減振措施的實施便捷性、經濟成本等因素，本文提出一種在落錘區域下方加設軟土層的減振措施，通過有限元模型分析，確定軟土層的減振效果并給出減振建議。

　　4.1有限元模型的建立與驗證

　　采用有限元分析軟件ANSYS建立10重小球及2020地基模型，完美匹配層外輪廓取為2222，小球落地時速度為18.25m/s。

　　5結論

　　根據落錘廠房現場實測振動響應與有限元數值分析，可得到以下結論：

　　1)渣處理廠房的落錘作業產生顯著的激勵作用，受此沖擊作用，廠房內外均產生強烈的地面振動，局部地區的振動加速度超過規范容許限值;2)受落錘激勵，廠房內外產生地面振動，振動的計權加速度級超出或非常接近規范給出的人體舒適度振動容許限值，在落錘廠房以及周邊工業園區工作的人員，其日常工作的舒適性受到影響;3)距離落錘點越近，地面的振動響應越大，廠房結構對落錘產生的振動的阻隔和消減作用不明顯。4)采用增設軟土層的措施可有效減少落錘導致的土體振動，隨著軟土層厚度的增加，減振效果提升，當軟土層厚度達到0.3時，振動幅值可減小至原值的10%根據以上結論，該落錘廠房既有狀態無法保障作業時人員的舒適度，且對廠房周邊園區產生了不利振動影響，宜考慮采用減振措施，減少落錘振動對建筑結構及工作人員的影響，提升工作環境品質，保障作業安全。

　　參考文獻

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　　作者：徐曼曾濱許慶