專利名稱：預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解槽搖籃架結(jié)構(gòu)，屬于鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
搖籃架是電解鋁生產(chǎn)的關(guān)鍵構(gòu)件，現(xiàn)代大型鋁電解槽多采用搖籃式槽殼，其下部 結(jié)構(gòu)主要是由電解槽槽殼和一系列的搖籃架組成。槽殼的長邊荷載主要依靠搖籃架承受。 在實(shí)際使用過程中，發(fā)現(xiàn)槽殼長邊的變形是影響槽殼工作能力的主要因素。而引起電解槽 變形的主要原因是隨著電解槽啟動(dòng)運(yùn)行，槽大面端溫度升高，在內(nèi)襯吸納膨脹應(yīng)力和焊接 內(nèi)應(yīng)力及熱應(yīng)力作用下，槽殼膨脹由搖籃架側(cè)臂提供限位，由于此力較大，在搖籃架端部產(chǎn) 生較大的剪力和彎矩。因此多會(huì)在搖籃架根部發(fā)生剪切和拉裂破壞。目前大型電解槽主要 通過船型設(shè)計(jì)在U型端部增加加勁板，雖然搖籃架在端部增大端面對抗彎剪應(yīng)力有效，但 由于焊縫受拉易在此處形成薄弱處，同時(shí)每個(gè)電解鋁廠所用電解槽數(shù)量多，而每臺(tái)電解槽 搖籃架數(shù)量多，由此搖籃架的質(zhì)量對項(xiàng)目投資及生產(chǎn)成本產(chǎn)生較大的影響。目前電解槽搖 籃架存在如下問題搖籃架形狀類似一 U型構(gòu)件，懸臂端承受較大的彎矩和剪力，采用懸臂結(jié)構(gòu)抵抗 不利的彎矩和剪力，傳力不明確，受力結(jié)構(gòu)不合理，結(jié)構(gòu)耗鋼量較大；懸臂結(jié)構(gòu)用焊縫工作量大，且懸臂端工作時(shí)焊縫受拉，容易造成施工方面的缺 陷；用懸臂結(jié)構(gòu)控制懸臂端端部變形，容易使結(jié)構(gòu)端部變形較大；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，該搖籃架結(jié)構(gòu)簡單、 工作可靠，能夠改善搖籃架和電解槽內(nèi)部的受力性能，同時(shí)較大地降低電解槽的成本，以克 服現(xiàn)有技術(shù)存在的因槽殼膨脹引起電解槽搖籃架懸臂端端部變形大，在搖籃架端部產(chǎn)生較 大的剪力和彎矩，在搖籃架根部發(fā)生剪切和拉裂破壞等不足。本發(fā)明的技術(shù)方案為它包括搖籃架懸臂端、搖籃架底部大梁、電解槽槽殼、電解 槽AB梁，預(yù)應(yīng)力拉桿上端頭與搖籃架懸臂端連接，其下端頭與搖籃架底部大梁連接。預(yù)應(yīng)力拉桿的數(shù)量為2個(gè)，分別連接在搖籃架懸臂端與搖籃架底部大梁兩側(cè)。在搖籃架懸臂端上有預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)，在搖籃架底部大梁上有預(yù)應(yīng)力拉桿下支 點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力拉桿通過預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)與搖籃架懸臂端連接、通過預(yù)應(yīng)力拉桿下支點(diǎn)與搖 籃架底部大梁連接。在預(yù)應(yīng)力拉桿上端頭和下端頭有預(yù)應(yīng)力拉桿端部錨固端。預(yù)應(yīng)力拉桿采用高強(qiáng)度的鋼筋、鋼絞線制作，其兩端頭有螺紋。加勁板的上段設(shè)置在搖籃架懸臂端與電解槽槽殼之間，其下段設(shè)置在搖籃架懸臂 端與搖籃架底部大梁相交處，位于預(yù)應(yīng)力拉桿之上本發(fā)明的方案是對電解槽搖籃架底部大梁與懸臂端之間預(yù)加預(yù)應(yīng)力，使搖籃架懸臂端受力由純受彎構(gòu)件改變?yōu)槭芾c小彎矩受力相結(jié)合的構(gòu)件，避免懸臂端頂部變形過大 并充分發(fā)揮高強(qiáng)材料應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)在受荷載作用前施加的預(yù)壓力，減小或抵消荷載所引起 的懸臂端內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力，從而使懸臂端的拉應(yīng)力較小甚至處于受壓狀態(tài)，大幅度減少懸臂端 作用力矩，使構(gòu)件焊縫由受拉改為受壓，有效減少懸臂端組合型鋼腹板厚度和高度，及兩端 翼緣材料用量，達(dá)到受力合理，變形較小的目的。


圖1為原有電解槽結(jié)構(gòu)；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖、主視圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖、側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式如圖2所示意，它包括搖籃架懸臂端1、搖籃架底部大梁2、電解 槽槽殼7、電解槽AB梁8，預(yù)應(yīng)力拉桿5上端頭與搖籃架懸臂端1連接，其下端頭與搖籃架 底部大梁2連接。預(yù)應(yīng)力拉桿5的數(shù)量為2個(gè)，分別連接在搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2兩 側(cè)。從圖2看，2個(gè)預(yù)應(yīng)力拉桿5位于搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2前后兩側(cè)，從圖 3看，2個(gè)預(yù)應(yīng)力拉桿5位于搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2左右兩側(cè)。在搖籃架懸臂端1上有預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)3，在搖籃架底部大梁2上有預(yù)應(yīng)力拉桿 下支點(diǎn)3a，預(yù)應(yīng)力拉桿5通過預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)3與搖籃架懸臂端1連接、通過預(yù)應(yīng)力拉桿 下支點(diǎn)3a與搖籃架底部大梁2連接。在預(yù)應(yīng)力拉桿5上端頭和下端頭有預(yù)應(yīng)力拉桿端部錨固端6。預(yù)應(yīng)力拉桿5采用高強(qiáng)度的鋼筋、鋼絞線制作，其兩端頭有螺紋，可以采用高強(qiáng)度 的螺栓。加勁板4的上段設(shè)置在搖籃架懸臂端1與電解槽槽殼7之間，其下段設(shè)置在搖籃 架懸臂端1與搖籃架底部大梁2相交處，位于預(yù)應(yīng)力拉桿5之上。預(yù)應(yīng)力拉桿5穿過電解槽搖籃架懸臂端1和搖籃架底部大梁2的上支點(diǎn)3、下支點(diǎn) 3a，固定并施加預(yù)應(yīng)力，通過施加預(yù)應(yīng)力來抵抗溫度膨脹應(yīng)力，解決搖籃架懸臂端端部位移 過大問題。本發(fā)明技術(shù)方案的施工步驟為第一、在搖籃架懸臂端1和搖籃架底部大梁2上分別焊接高強(qiáng)高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力拉桿端 部上、下支點(diǎn)3,3a ；第二、按照計(jì)算及構(gòu)造要求將搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2相焊接；第三、將搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2間焊接高強(qiáng)加勁板連接板4 ；第四、將高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力拉桿5穿過搖籃架懸臂端1和搖籃架底部大梁2上的預(yù)應(yīng) 力拉桿上、下支點(diǎn)3、3a，張拉預(yù)應(yīng)力拉桿5 ；第五、預(yù)應(yīng)力拉桿5通過應(yīng)力或應(yīng)變控制張拉預(yù)應(yīng)力大小終止張拉，錨緊高強(qiáng)預(yù) 應(yīng)力拉桿5的端部錨固端6，預(yù)應(yīng)力搖籃架施工完成。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，它包括搖籃架懸臂端(1)、搖籃架底部大梁O)、電解槽 槽殼(7)、電解槽AB梁(8)，其特征在于預(yù)應(yīng)力拉桿(5)上端頭與搖籃架懸臂端(1)連接， 其下端頭與搖籃架底部大梁( 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于預(yù)應(yīng)力拉桿(5)的數(shù)量 為2個(gè)，分別連接在搖籃架懸臂端(1)與搖籃架底部大梁( 兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于在搖籃架懸臂端(1)上 有預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)(3)，在搖籃架底部大梁( 上有預(yù)應(yīng)力拉桿下支點(diǎn)(3a)，預(yù)應(yīng)力拉桿 (5)通過預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)( 與搖籃架懸臂端(1)連接、通過預(yù)應(yīng)力拉桿下支點(diǎn)(3a)與 搖籃架底部大梁( 連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于在預(yù) 應(yīng)力拉桿( 上端頭和下端頭有預(yù)應(yīng)力拉桿端部錨固端(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于預(yù)應(yīng)力拉桿( 采用高 強(qiáng)度的鋼筋、鋼絞線制作，其兩端頭有螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于加勁板的上段設(shè)置 在搖籃架懸臂端(1)與電解槽槽殼(7)之間，其下段設(shè)置在搖籃架懸臂端(1)與搖籃架底 部大梁( 相交處，位于預(yù)應(yīng)力拉桿( 之上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，它包括電解槽槽殼(7)、電解槽AB梁(8)，預(yù)應(yīng)力拉桿(5)上端頭與搖籃架懸臂端(1)連接，其下端頭與搖籃架底部大梁(2)連接。在搖籃架懸臂端(1)上有預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)(3)，在搖籃架底部大梁(2)上有預(yù)應(yīng)力拉桿下支點(diǎn)(3a)，預(yù)應(yīng)力拉桿(5)通過預(yù)應(yīng)力拉桿上支點(diǎn)(3)與搖籃架懸臂端(1)連接、通過預(yù)應(yīng)力拉桿下支點(diǎn)(3a)與搖籃架底部大梁(2)連接。在預(yù)應(yīng)力拉桿(5)上端頭和下端頭有錨固端(6)。加勁板(4)的上段設(shè)置在搖籃架懸臂端(1)與電解槽槽殼(7)之間，其下段設(shè)置在搖籃架懸臂端(1)與搖籃架底部大梁(2)相交處，位于預(yù)應(yīng)力拉桿(5)之上。
文檔編號C25C3/10GK102086523SQ20091031093
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者余祥興, 孫建, 鄭莆 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院