[发明专利]电解槽摇篮架

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解槽摇篮架结构，属于铝电解槽技术领域。

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，发现槽壳底部起拱变形直接影响槽壳工作能力。而引起电解槽壳底部起拱变形的主要原因是随着电解槽启动运行，槽子底部温度升高，在内衬吸纳膨胀应力和焊接内应力及热应力作用下，槽壳开始起拱变形，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。目前电解槽摇篮架存在如下问题：

(1)摇篮架形状类似一U型构件，摇篮架根部承受较大的弯矩和剪力，结构受力不合理，结构耗钢量较大；

(2)悬臂结构用焊缝，工作量大，且悬臂端工作时底部焊缝受拉，容易造成施工方面的缺陷；

(3)用悬臂结构控制电解槽摇篮架悬臂端端部变形，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，提供一种电解槽摇篮架，该摇篮架结构简单、工作可靠，能够改善摇篮架和电解槽内部的受力性能，同时较大地降低电解槽的成本，以克服现有技术存在的因槽壳膨胀引起的槽壳底部起拱变形，使摇篮架端部产生较大的剪力和弯矩，在摇篮架根部发生剪切和拉裂破坏等不足。

本发明的技术方案：为了解决上述技术问题，本发明的电解槽摇篮架包括位于摇篮架底部的底部大梁，在底部大梁上穿插固定有预应力拉杆，利用预应力拉杆的拉紧力进行底部大梁的补强。

所述的预应力拉杆有2根，分别位于底部大梁的两侧。

预应力拉杆的左右两端固定在摇篮架底部大梁的两侧。

摇篮架底部大梁的两侧设置有预应力拉杆支点，预应力拉杆的左右两端穿插固定在预应力拉杆支点上。

预应力拉杆的两端为预应力拉杆端部锚固端，该预应力拉杆端部锚固端与预应力拉杆支点之间锚固连接。

预应力拉杆为钢筋或钢绞线。

本发明通过对电解槽摇篮架底部大梁预加预应力，使摇篮架底部大梁受力由下侧纯受弯构件改变为上侧纯受弯与下侧纯受弯受力相结合的构件，避免摇篮架底部大梁由于下侧受弯而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便受到预应力拉杆件施加的预压力，减小或抵消荷载所引起的摇篮架底部大梁由于下侧受弯而引起的拉应力，从而使底部大梁的拉应力较小甚至处于受压状态，大幅度减少底部大梁下侧受弯的作用力矩，使构件焊缝由受拉改为受压，有效减少摇篮架底部大梁型钢腹板厚度和底部大梁的高度，及两端翼缘材料用量，达到受力合理，变形较小的目的。

附图说明

图1是现有技术的电解槽摇篮架结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图1的右视结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例1：本发明的电解槽摇篮架如图1所示(电解槽摇篮架左右对称，图中仅显示一半)，支撑着电解槽槽壳6，它包括位于摇篮架底部的底部大梁1，在底部大梁1的下方设置有电解槽AB梁5，在底部大梁1上穿插固定有预应力拉杆3。预应力拉杆3有2根，分别位于底部大梁1的两侧，预应力拉杆3由高强度的钢筋或钢绞线制成，两端设置有螺纹，可以配备高强度的螺栓。预应力拉杆3的左右两端还设有预应力拉杆端部锚固端4，与预应力拉杆支点2锚固在一起，其中预应力拉杆支点2设置在摇篮架底部大梁1的两侧，即预应力拉杆3穿过电解槽的摇篮架底部大梁1的预应力拉杆支点2，固定并施加预应力，通过施加预应力来抵抗温度膨胀应力，解决摇篮架底部大梁受力起拱变形问题。

本发明技术方案的施工步骤为：

第一、在摇篮架底部大梁1两侧分别焊接高强度的预应力拉杆支点2；

第二、将高强度的预应力拉杆3穿过摇篮架架底部大梁1上的预应力拉杆支点2，张拉预应力拉杆3；

第三、预应力拉杆3通过应力或应变控制张拉预应力大小终止张拉，锚紧高强预应力拉杆3的预应力拉杆端部锚固端4，预应力摇篮架施工完成。