◎宋紅領(lǐng)，段君峰，薛晨曦（.河南工大設(shè)計研究院，河南 鄭州 45000；.河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院，河南 鄭州 45000；.河南建院建筑材料檢測有限公司，河南 鄭州 450000）

糧食鋼板倉技術(shù)狀況及設(shè)計建議

◎宋紅領(lǐng)1，段君峰2，薛晨曦3
（1.河南工大設(shè)計研究院，河南 鄭州 450001；2.河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院，河南 鄭州 450001；3.河南建院建筑材料檢測有限公司，河南 鄭州 450000）

簡述了鋼板倉在我國的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀，分析了鋼板倉在糧食儲藏行業(yè)存在的技術(shù)和安全問題，針對鋼板倉的特點，探討了提高鋼板倉儲糧技術(shù)性能的措施和方法。

鋼板倉；儲糧安全；設(shè)計建議

鋼板倉可儲存粒狀、粉狀、糧油、食品、釀造、煤炭和建材等各種散體物料，在工農(nóng)業(yè)、城鄉(xiāng)及環(huán)保工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。國外鋼板倉的發(fā)展已有100多年的歷史，我國鋼板倉技術(shù)在糧食行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展起步較晚。1982年，黑龍江省洪河農(nóng)場從美國引進鍍鋅波紋板裝配式鋼板倉，是國內(nèi)出現(xiàn)最早的現(xiàn)代化鋼板倉群［1，2］。20世紀(jì)80年代，我國鋼板倉的建造取得了空前發(fā)展。鋼板倉以其獨特的優(yōu)勢在糧食行業(yè)和其他行業(yè)均取得了良好的應(yīng)用效果。隨著我國現(xiàn)代糧食物流“四散”的發(fā)展要求，糧食鋼板倉已經(jīng)展現(xiàn)出了極強的發(fā)展?jié)摿ΑＨ欢诳萍純Z、綠色儲糧、生態(tài)儲糧新要求下，鋼板倉能否獨占鰲頭，引領(lǐng)糧食倉儲技術(shù)的新方向？鋼板倉的安全可靠性究竟如何？鋼板倉的設(shè)計有哪些需要特別注意的環(huán)節(jié)？這些問題目前都尚無定論。因此，本文在總結(jié)鋼板倉優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，分析了其目前存在的問題及解決方案，并對其發(fā)展前景進行了探討。希望能引起行業(yè)內(nèi)的重視，起到拋磚引玉的作用。

1 鋼板倉特點及發(fā)展概況

顧名思義“鋼板倉”就是用鋼材焊接、鉚接形成的一種儲存?zhèn)}體。具有強度高、自重輕、機械化程度高、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工快、造價較低等優(yōu)點，短期儲糧不會影響糧食質(zhì)量和安全。因此，較適合用于各類糧食加工企業(yè)，以及港口、碼頭的糧食短期儲存和周轉(zhuǎn)，也非常符合現(xiàn)代糧食物流的“四散”（散儲、散運、散裝和散卸）儲糧要求。我國糧食鋼板倉主要有波紋板裝配式、螺旋咬邊（利浦）式和焊接式3種，其中絕大多數(shù)是波紋板裝配式的，利浦式次之，焊接式較少。

鋼板倉最先在國外得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用于儲糧行業(yè)的鋼板筒倉起源于20世紀(jì)初，按其制作方式產(chǎn)生的時間劃分，其發(fā)展先后經(jīng)歷了鉚接式倉、焊接式倉、裝配式倉和螺旋咬邊式倉（又名利浦倉或螺旋倉）4個階段。20世紀(jì)70年代末，在國外糧食行業(yè)中，鋼板倉幾乎取代了任何類型的糧倉。目前，美國95％的糧倉采用鋼板倉。

我國糧食鋼板倉的發(fā)展主要經(jīng)歷了3個階段［1］。①1979-1981年的應(yīng)用嘗試期：其目的是想通過鋼板倉的試用，探討逐漸代替當(dāng)時的主要倉型席穴囤的可行性。②1982年至20世紀(jì)90年代初的應(yīng)用技術(shù)引進、消化、吸收和提升期：國內(nèi)先后引進了利浦鋼板倉和裝配式鋼板倉的全套技術(shù)，在對其技術(shù)吸收和消化的基礎(chǔ)上，逐步形成了中國鋼板倉建造技術(shù)。③1995年至今的發(fā)展期：自我研發(fā)、技術(shù)提升，中國鋼板倉建造技術(shù)走向國際化。

2 鋼板倉存在問題

鋼板倉作為順應(yīng)歷史發(fā)展的新倉型，存在諸多優(yōu)點的同時也必定存在著相應(yīng)的問題和缺陷。而所有問題歸結(jié)起來可分為兩大類：結(jié)構(gòu)安全和糧食安全。

2.1結(jié)構(gòu)安全

鋼板倉作為一種特殊的倉體，在設(shè)計中是作為設(shè)備，還是作為倉體目前沒有明確規(guī)定。在實際工程中，往往是將鋼板倉倉體作為設(shè)備，由鋼板倉廠家提供，因此存在較大的安全隱患。鋼板倉的強度高，而大多情況下忽略了其穩(wěn)定性。糧食鋼板倉設(shè)計的核心理論是穩(wěn)定理論［3］。盡管糧食鋼板倉倒塌事故的原因多種多樣，但共同性問題是其穩(wěn)定設(shè)計理論在工程應(yīng)用中不成熟，如突然徹底倒塌、底部先倒、卸糧時倒塌、單一計算理論與多模式破壞不符、未設(shè)加勁肋、加勁肋作用機理不清楚等。眾所周知，糧食在裝、卸料過程中，荷載是動態(tài)的，用數(shù)學(xué)理論模型很難準(zhǔn)確計算其力學(xué)特性。尤其是在卸料過程中，存在整體流動、管狀流動和混合流動3種狀態(tài)。每種狀態(tài)的流動方式和受力特點均不相同，特別是糧食結(jié)拱時，糧食整體流的非均布水平動壓力主要由卸料過快使結(jié)拱不均勻塌落導(dǎo)致，主要發(fā)生在下部1/3范圍。結(jié)拱糧食有時會不均勻、不對稱塌落成整體流，一旦形成偏心卸料，荷載數(shù)值約增大到靜止時的2倍。最危險的是一邊有高水平壓力，一邊壓力為0或由卸料過快導(dǎo)致的負(fù)壓。這極易導(dǎo)致局部屈曲失穩(wěn)破壞，乃至整體破壞［4］。因此，鋼板倉應(yīng)嚴(yán)禁側(cè)壁卸料和偏心卸料，但在設(shè)計中，同時必須考慮由偏心卸料引起的附加荷載，因為糧食作為散體物料，即使在中心卸料，也可能產(chǎn)生附加偏心荷載。

鋼板倉的另一種重大結(jié)構(gòu)安全問題就是鋼錐斗與倉體連接的破壞［5，6］。鋼板倉的支撐形式一般包括鋼結(jié)構(gòu)支撐和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐，同樣鋼錐斗的安裝類型也分為與鋼結(jié)構(gòu)連接和與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)連接。支撐結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，通常做法是在鋼筋混凝土環(huán)梁處設(shè)置預(yù)埋件，鋼錐斗通過螺栓或焊接連接。鋼結(jié)構(gòu)支持體系時，鋼錐斗同樣也是通過螺栓或焊接與倉體連接。故在動態(tài)進料和卸料過程中，鋼錐斗受力導(dǎo)致螺栓由受剪狀態(tài)變?yōu)槭芗?、受彎共同作用。尤其是鋼筋混凝土支持結(jié)構(gòu)時，會加劇對混凝土環(huán)梁的擠壓作用，甚至造成環(huán)梁混凝土的崩落。且預(yù)埋件的安裝定位以及鋼錐斗的施工安裝均極易造成誤差，影響結(jié)構(gòu)安全。

2.2糧食安全

鋼板倉在糧食行業(yè)的應(yīng)用必須確保糧食品質(zhì)安全。而與鋼筋混凝土筒倉相比，鋼板倉存在的主要問題是其保溫隔熱性能差，受外界氣溫變化的影響大，特別是在高溫季節(jié)、熱帶或亞熱帶儲糧地域，這種影響會嚴(yán)重地影響到糧食的儲藏穩(wěn)定性；另外在早晚溫差比較大的儲糧地域，有時候也可能由于溫差過大，在鋼板倉的內(nèi)壁會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，也會影響糧食的品質(zhì)和儲藏的穩(wěn)定性［7］。

另一個問題是鋼板倉氣密性差［7，8］。特別是裝配式鋼板倉，在倉壁與底座和上部倉頂蓋連接處，以及倉壁螺栓連接部位，均容易受到連接密封材料老化失效的影響，降低倉體氣密性。特別是在我國儲糧時間長的背景條件下，必須考慮熏蒸問題，而鋼板倉的氣密性差，嚴(yán)重得影響了熏蒸質(zhì)量和效果。

3 結(jié)論及建議

在材料日新月異發(fā)展的今天，鋼板倉作為新的倉型，有其獨特的魅力和優(yōu)點。多年的實踐應(yīng)用，也驗證了鋼板倉的優(yōu)越性，特別是在我國“四散”儲糧現(xiàn)代物流模式下的靈活性。隨著與國際糧倉物流的接軌，鋼板倉儲糧也必將在糧食儲藏和流通中發(fā)展重要作用。為彌補其自身劣勢和不足，建議鋼板倉在設(shè)計使用中，應(yīng)從以下幾個方面進行改進。①注重結(jié)構(gòu)安全，必須加強鋼板倉在設(shè)計、施工、使用過程中的質(zhì)量安全。鋼板倉主體設(shè)計應(yīng)由專業(yè)設(shè)計院對其強度、剛度、穩(wěn)定性等進行設(shè)計確認(rèn)；應(yīng)加強施工過程的規(guī)范管理，確保施工質(zhì)量；加強鋼板倉使用操作的規(guī)范化，嚴(yán)禁偏心進出糧。②建議鋼板倉底座和錐斗均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，上部倉體為鋼結(jié)構(gòu)形式。該結(jié)構(gòu)形式將大大降低了進糧過程中，糧食高空墜落對底座的沖擊作用，提高了鋼板倉的整體穩(wěn)定性。③使用新材料、新工藝，增強鋼板倉的保溫隔熱性能提高儲糧的穩(wěn)定性，增加糧食安全。如在倉壁鋪設(shè)保溫棉、外壁涂抹銀色油漆、設(shè)置雙層倉壁填充隔熱材料等。④提高熏蒸倉的氣密性，可采用雙膠墊密封螺栓、雙層螺栓卷邊、內(nèi)嵌密封條、涂抹密封涂料等措施。⑤應(yīng)盡快建立健全糧食鋼板倉的現(xiàn)代化管理模式和糧食儲藏技術(shù)體系，促進鋼板倉在糧食儲藏領(lǐng)域的健康發(fā)展。

［1］呂建華，史 雅，張來林.中國鋼板倉儲糧的應(yīng)用及發(fā)展趨勢［J］. 糧食科技與經(jīng)濟，2011（5）：23-24.

［2］王永剛，陳 藝.鋼板倉儲糧技術(shù)狀況［J］.糧食流通技術(shù)，2002（3）：22-23.

［3］程延樹.糧食鋼板倉結(jié)構(gòu)核心技術(shù)穩(wěn)定設(shè)計問題探討［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2005（6）：49-52.

［4］崔元瑞.對某鋼板筒倉倒塌事故的分析和探討［J］.特種結(jié)構(gòu)1999（2）：48-51.

［5］張亞莉，高乃國.某面粉廠筒倉鋼錐漏斗質(zhì)量事故的分析處理［J］.面粉通訊，2004（1）：28-31.

［6］陳文明.面粉廠鋼板筒倉鋼錐斗事故的處理［J］.煤礦設(shè)計，1999（12）：31-33.

［7］張友春.談我國鋼板筒倉的儲糧性能［J］.糧油食品科技，2008（1）：14-18.

［8］左 青，吳 晨，孫雄星.鋼板倉儲料安全管理措施［J］.中國油脂，2009（8）：65-68.

The Present Situation and Design Advice of the Steel Silo

Song Hongling1， Duan Junfeng2， Xue Chenxi3
（1.Henan University of Technology Design and Research Academy， Zhengzhou 450001， China；2. College of Civil Engineering and Architectural， Henan University of Technology，Zhengzhou 450001， China；3. Henan Building Materials Research & Design Institute Co. Ltd.， Zhengzhou 450000， China）

The article generally describes the development and situation of the steel silo in China， and the technology of grain storage of the steel silo was been analysed. Based on the characteristics of the steel silo， the efficient methods and measures to improve performance of the steel silo have been proposed.

Steel silo； Grain storage safety； Design advices

TU279

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.12.004

宋紅領(lǐng)（1982-），男，工程師；主要研究方向為城市生命線防災(zāi)減災(zāi)及倉儲設(shè)計等。

段君峰（1984-），男，博士，河南滎陽人；主要研究方向為倉儲結(jié)構(gòu)及城市防災(zāi)減災(zāi)等研究。