1  拱顶

1.1   窑顶组成形式

     吊平顶：用型钢（或混凝土梁材料做骨架，单件硅酸铝纤维棉、轻质耐火吊板或耐火砖块、预制耐热混凝土吊板组装（个别用耐热混凝土现浇）而成。

微弧拱顶（含拱平顶）：圆弧拱用异型耐火砖块砌筑而成有一对应的圆拱心；矢高在80mm ~400mm之间。

三心拱顶：拱的弧形对应有三个圆心，用异型耐火砖砌块砌筑而成：矢高由窑宽度决定。

 1.2  力学分析

拱的受力与横不同：拱受要的力主要是压力，而且力的分布也比较均匀，横梁受的是弯曲力，受力集中在受力点上，窑拱受竖向压力时，拱心角为180°时压力传到撑脚向下水平无推力，对于拱心角大于180°的拱同时要在拱的两边撑脚产生水平推力。平顶没有这种向外的推力。

 1.3  结构设计

 三心拱顶或半圆拱顶：依据“拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的两部分”的力学原理，这类拱形拱顶受力最大，水平推力最小。设计者只要计算出窑拱和窑墙及墙外、撑墙强度（厚度）满足拱顶受力最大、水平推力最小的设计要求来保证窑炉结构完整，不需要采取其他措施进行加固即可。在窑炉设计建造中有少数隧道窑采用这种拱形，采用做多的是轮窑。这类窑炉的保温材料一般都采用制砖泥土或泥土与炉渣混合材料，建窑造价较低。

微弧拱顶（含拱平顶）：与前者相比，其优点是提高了窑炉断面利用率，降低断面温差，利于焙烧操作。这是众多设计者在窑宽≤3.30m时采用最多的一种形式，力学原理告诉我们这类拱形两边的水平推力最大，设计者首先应考虑拱顶强度与传热，其次要考虑窑墙强度能否承受水平推力.为确保窑炉结构完整，在满足拱顶强度和传热这两个技术指标后，设计者采用边梁+立柱和拉杆方式来克服拱的水平推力，达到拱顶能承受更大压力，这一措施对保护窑顶结构完整起到良好的作用，但建窑成本倍增。这类窑炉的保温大都采用轻质保温材料来减轻对拱顶的压力（如硅酸铝纤维棉、膨胀珍珠岩等）。

依据“拱形越平水平推力越大”的力学原理分析，微弧拱顶设计者只能考虑到窑炉在正常焙烧时的热工制度来计算窑拱的厚度和应采取的加固措施。同时应考高温产生的厚度和应采取的加固措施。同时应考虑高温产生的热胀变形，一般来讲，矢高越小的拱顶变型量越大。

在20世纪80年代末，笔者所在单位有一座宽为2.5m的一次码烧煤矸石砖隧道窑，曾将高温焙烧带长约40m耐热混凝土板吊平顶更改为异形耐火砖块微弧拱顶，在使用进一年时间就发现变形，随后变形严重，直接影响到码坯高度和窑炉的安全，在第三年度检修时，只有拆除别重新恢复耐热混凝土板吊平顶。在近十年的生产实践中，我亲眼目睹过有个别的微弧拱顶窑在建成后尚未投入生产就产生了裂纹变形；有的是因施工质量问题未投入生产：就出现垮塌；还有的是因点火失败，在清理窑室时就发现高温带窑顶已产生较大变形。若窑炉时烧时频繁，则变形就越严重，大多数窑炉在一年以后就开始发生变形直至影响码坯高度欧和窑炉安全。窑炉变形量轻者造成窑体漏气，影响焙烧操作，能耗升高；严重者造成窑顶垮塌，给企业造成重大经济损失。

吊平顶：力学原理告诉我们“横梁只有弯曲力，受力集中在受力点上，没有水平推力”，采用吊平顶窑结构的关键技术是选用吊顶材料和保温材料，设计者只需要计算出窑强度和吊顶材料厚度与耐火度、承受吊顶材料的骨架（衡量与联系梁）、吊顶强度等符合设计要求，就确保吊平顶结构完整和窑炉安全运行。

2  窑炉断面积

     假设：某厂有一座断面宽度3.3m、设计高度为1.70m(码坯高14行普通砖)的并列式一次码烧隧道窑，以此进行分析，看哪一种窑顶结构形式的断面积最佳。

吊平顶窑：经计算S=5.61m²。

微弧拱顶：经计算S=5.23m²

三心拱顶：经计算S=4.58m²

通过对窑炉断面面积计算得知，平顶窑断面面积最大，平顶断面面积比微弧拱顶断面面积大7.27%，比三心拱断面面积大22.49%。

3  码坯形式

         以普通砖240mmx115mmx53mm、多孔砖240mmx115mmx90mm、空心砖240mmx200mmx115mm、砌块240mmx240mmx190mm为例，分析四中砖坯吗放在三种不同