CN102108522A - 铝电解槽摇篮架装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解槽摇篮架装置，包括位于电解槽底部的底部大梁(2)，底部大梁(2)的两端竖立有悬臂端(1)，它还包括预应力拉杆A(5)和预应力拉杆B(6)，预应力拉杆A(5)的一端固定在悬臂端(1)，另一端固定在底部大梁(2)；预应力拉杆B(6)的两端均固定于底部大梁(2)。本发明使结构在受荷载作用前施加预压力，减小或抵消荷载所引起的悬臂端内侧拉应力，减小变形，有效减少悬臂端组合型钢腹板厚度和高度，及两端翼缘材料用量，达到受力合理，变形较小的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解槽摇篮架装置，特别是一种带预应力的铝电解槽摇篮架装置。
背景技术
摇篮架是电解铝生产的关键构件，现代大型铝电解槽多采用摇篮式槽壳，其下部结构主要是由电解槽槽壳和一系列的摇篮架组成。槽壳的长边荷载主要依靠摇篮架承受。在实际使用过程中，发现槽壳长边的变形是影响槽壳工作能力的主要因素。而引起电解槽变形的主要原因是随着电解槽启动运行，槽大面端温度升高，在内衬吸纳膨胀应力和焊接内应力及热应力作用下，槽壳膨胀由摇篮架侧臂提供限位，由于此力较大，在摇篮架端部产生较大的剪力和弯矩。因此多会在摇篮架根部发生剪切和拉裂破坏。目前大型电解槽主要通过船型设计在U型端部增加加劲板，虽然摇篮架在端部增大端面对抗弯剪应力有效，但由于焊缝受拉易在此处形成薄弱处，同时每个电解铝厂所用电解槽数量多，而每台电解槽摇篮架数量多，由此摇篮架的质量对项目投资及生产成本产生较大的影响，目前摇篮架设计存在需要改进的地方。
就目前电解槽摇篮架存在问题：
1、摇篮架形状类似一U型构件，悬臂端承受较大的弯矩和剪力，采用悬臂结构抵抗不利的弯矩和剪力，传力不明确，受力结构不合理，结构耗钢量较大；
2、悬臂结构用焊缝工作量大，且悬臂端工作时焊缝受拉，容易造成施工方面的缺陷；
3、用悬臂结构控制悬臂端端部变形，容易使结构端部变形较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种带预应力的铝电解槽摇篮架装置，该摇篮架装置通过合理施加预应力，从而抵消或减小摇篮架的变形。
本发明的技术方案：为了解决上述技术问题，本发明的铝电解槽摇篮架装置，包括位于电解槽底部的底部大梁，底部大梁的两端竖立有悬臂端，其它还包括预应力拉杆A和预应力拉杆B，预应力拉杆A的一端固定在悬臂端，另一端固定在底部大梁；预应力拉杆B的两端均固定于底部大梁。
预应力拉杆A有四根，摇篮架的左右侧各平行设置有两根。
预应力拉杆B有两根，平行安装于底部大梁的上部。
在悬臂端的外侧壁及底部大梁的底端焊接有垫板A，预应力拉杆A的两端穿插固定在垫板A上。
在底部大梁的两端焊接有垫板B，预应力拉杆B的两端穿插固定在垫板B上。
预应力拉杆A和预应力拉杆B为钢筋或钢绞带。
本发明通过在原有的电解槽摇篮架底部大梁与悬臂端的合适位置安装预应力拉杆，从而在底部大梁和悬臂端之间预加预应力，使摇篮架悬臂端受力由纯受弯构件改变为受拉与小弯矩受力相结合的构件，避免悬臂端顶部变形过大并充分发挥高强材料应力，使结构在受荷载作用前施加的预压力，减小或抵消荷载所引起的悬臂端内侧拉应力，从而使悬臂端的拉应力较小甚至处于受压状态，大幅度减少悬臂端作用力矩，使构件焊缝由受拉改为受压，有效减少悬臂端组合型钢腹板厚度和高度，及两端翼缘材料用量，达到受力合理，变形较小的目的。此设计方案还对底部大梁两端偏心施加预应力，底部大梁由于预应力拉杆B产生的弯矩与荷载弯矩反向，使得其绝对弯矩值减小，从而可减小构件截面，节省钢材，缩短检修四件，减少成本投入。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的侧向结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1、图2所示，铝电解槽的槽壳4由摇篮架装置支撑，摇篮架装置底部则由电解槽AB梁3支撑。本发明的铝电解槽摇篮架装置包括位于电解槽底部的底部大梁2，底部大梁2的两端竖立有悬臂端1，在悬臂端1的外侧壁及底部大梁2的底端焊接有垫板A7，预应力拉杆A5的两端穿插固定在垫板A7上，斜置在摇篮架的内侧，连接底部大梁2和悬臂端1，预应力拉杆A5有四根，摇篮架的左右侧各平行设置有两根。在底部大梁2的两端焊接有垫板B8，预应力拉杆B6有两根，呈平行设置，每根的两端穿插固定在该垫板B8上，且位于底部大梁2的上部。
预应力拉杆A5和预应力拉杆B6为钢筋或钢绞带，两端带螺纹，通过螺栓拧紧，施加预应力，也可以通过其他方式固定施加预应力。
Claims (6)
1.一种铝电解槽摇篮架装置，包括位于电解槽底部的底部大梁(2)，底部大梁(2)的两端竖立有悬臂端(1)，其特征在于：它还包括预应力拉杆A(5)和预应力拉杆B(6)，预应力拉杆A(5)的一端固定在悬臂端(1)，另一端固定在底部大梁(2)；预应力拉杆B(6)的两端均固定于底部大梁(2)。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽摇篮架装置，其特征在于：预应力拉杆A(5)有四根，摇篮架的左右侧各平行设置有两根。
3.根据权利要求1所述的铝电解槽摇篮架装置，其特征在于：预应力拉杆B(6)有两根，平行安装于底部大梁(2)的上部。
4.根据权利要求1所述的铝电解槽摇篮架装置，其特征在于：在悬臂端(1)的外侧壁及底部大梁(2)的底端焊接有垫板A(7)，预应力拉杆A(5)的两端穿插固定在垫板A(7)上。
5.根据权利要求1所述的铝电解槽摇篮架装置，其特征在于：在底部大梁(2)的两端焊接有垫板B(8)，预应力拉杆B(6)的两端穿插固定在垫板B(8)上。
6.根据权利要求1所述的铝电解槽摇篮架装置，其特征在于：预应力拉杆A(5)和预应力拉杆B(6)为钢筋或钢绞带。
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