專利名稱：預應力電解槽搖籃架的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電解槽搖籃架結構，屬于鋁電解槽技術領域。
背景技術：
搖籃架是電解鋁生產(chǎn)的關鍵構件，現(xiàn)代大型鋁電解槽多采用搖籃式槽殼，其下部 結構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運行，槽大面端溫度升高，在內(nèi)襯吸納膨脹應力和焊接 內(nèi)應力及熱應力作用下，槽殼膨脹由搖籃架側臂提供限位，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 通過船型設計在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力有效，但 由于焊縫受拉易在此處形成薄弱處，同時每個電解鋁廠所用電解槽數(shù)量多，而每臺電解槽 搖籃架數(shù)量多，由此搖籃架的質(zhì)量對項目投資及生產(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型構件，懸臂端承受較大的彎矩和剪力，采用懸臂結構抵抗 不利的彎矩和剪力，傳力不明確，受力結構不合理，結構耗鋼量較大；懸臂結構用焊縫工作量大，且懸臂端工作時焊縫受拉，容易造成施工方面的缺 陷；用懸臂結構控制懸臂端端部變形，容易使結構端部變形較大；
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種預應力電解槽搖籃架，該搖籃架結構 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，同時較大地降低電解槽的成 本，以克服現(xiàn)有技術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。本實用新型的技術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，預應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。預應力拉桿的數(shù)量為2個，分別連接在搖籃架懸臂端與搖籃架底部大梁兩側。在搖籃架懸臂端上有預應力拉桿上支點，在搖籃架底部大梁上有預應力拉桿下支 點，預應力拉桿通過預應力拉桿上支點與搖籃架懸臂端連接、通過預應力拉桿下支點與搖 籃架底部大梁連接。在預應力拉桿上端頭和下端頭有預應力拉桿端部錨固端。預應力拉桿采用高強度的鋼筋、鋼絞線制作，其兩端頭有螺紋。加勁板的上段設置在搖籃架懸臂端與電解槽槽殼之間，其下段設置在搖籃架懸臂 端與搖籃架底部大梁相交處，位于預應力拉桿之上本實用新型的方案是對電解槽搖籃架底部大梁與懸臂端之間預加預應力，使搖籃架懸臂端受力由純受彎構件改變?yōu)槭芾c小彎矩受力相結合的構件，避免懸臂端頂部變形 過大并充分發(fā)揮高強材料應力，使結構在受荷載作用前施加的預壓力，減小或抵消荷載所 引起的懸臂端內(nèi)側拉應力，從而使懸臂端的拉應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，達到受力合理，變形較小的目的。

圖1為原有電解槽結構；圖2為本實用新型的結構示意圖、主視圖；圖3為本實用新型的結構示意圖、側視圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例如圖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，預應力拉桿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。預應力拉桿5的數(shù)量為2個，分別連接在搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2兩 側。從圖2看，2個預應力拉桿5位于搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2前后兩側，從圖 3看，2個預應力拉桿5位于搖籃架懸臂端1與搖籃架底部大梁2左右兩側。在搖籃架懸臂端1上有預應力拉桿上支點3，在搖籃架底部大梁2上有預應力拉桿 下支點3a，預應力拉桿5通過預應力拉桿上支點3與搖籃架懸臂端1連接、通過預應力拉桿 下支點3a與搖籃架底部大梁2連接。在預應力拉桿5上端頭和下端頭有預應力拉桿端部錨固端6。預應力拉桿5采用高強度的鋼筋、鋼絞線制作，其兩端頭有螺紋，可以采用高強度 的螺栓。加勁板4的上段設置在搖籃架懸臂端1與電解槽槽殼7之間，其下段設置在搖籃 架懸臂端1與搖籃架底部大梁2相交處，位于預應力拉桿5之上。預應力拉桿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3、下支點 3a，固定并施加預應力，通過施加預應力來抵抗溫度膨脹應力，解決搖籃架懸臂端端部位移 過大問題。本實用新型技術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上分別焊接高強高強預應力拉桿端 部上、下支點3,3a ；第二、按照計算及構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間焊接高強加勁板連接板4 ；第四、將高強度預應力拉桿5穿過搖籃架懸臂端1和搖籃架底部大梁2上的預應 力拉桿上、下支點3、3a，張拉預應力拉桿5 ；第五、預應力拉桿5通過應力或應變控制張拉預應力大小終止張拉，錨緊高強預 應力拉桿5的端部錨固端6，預應力搖籃架施工完成。
權利要求一種預應力電解槽搖籃架，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)，其特征在于預應力拉桿(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。
2.根據(jù)權利要求1所述的預應力電解槽搖籃架，其特征在于預應力拉桿(5)的數(shù)量 為2個，分別連接在搖籃架懸臂端(1)與搖籃架底部大梁(2)兩側。
3.根據(jù)權利要求1所述的預應力電解槽搖籃架，其特征在于在搖籃架懸臂端(1)上 有預應力拉桿上支點(3)，在搖籃架底部大梁(2)上有預應力拉桿下支點(3a)，預應力拉桿 (5)通過預應力拉桿上支點(3)與搖籃架懸臂端(1)連接、通過預應力拉桿下支點(3a)與 搖籃架底部大梁(2)連接。
4.根據(jù)權利要求1至3任一權利要求所述的預應力電解槽搖籃架，其特征在于在預 應力拉桿(5)上端頭和下端頭有預應力拉桿端部錨固端(6)。
5.根據(jù)權利要求1所述的預應力電解槽搖籃架，其特征在于預應力拉桿(5)采用高 強度的鋼筋、鋼絞線制作，其兩端頭有螺紋。
6.根據(jù)權利要求1所述的預應力電解槽搖籃架，其特征在于加勁板(4)的上段設置 在搖籃架懸臂端(1)與電解槽槽殼(7)之間，其下段設置在搖籃架懸臂端(1)與搖籃架底 部大梁(2)相交處，位于預應力拉桿(5)之上。
專利摘要本實用新型公開了一種預應力電解槽搖籃架，它包括電解槽槽殼(7)、電解槽AB梁(8)，預應力拉桿(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)上有預應力拉桿上支點(3)，在搖籃架底部大梁(2)上有預應力拉桿下支點(3a)，預應力拉桿(5)通過預應力拉桿上支點(3)與搖籃架懸臂端(1)連接、通過預應力拉桿下支點(3a)與搖籃架底部大梁(2)連接。在預應力拉桿(5)上端頭和下端頭有錨固端(6)。加勁板(4)的上段設置在搖籃架懸臂端(1)與電解槽槽殼(7)之間，其下段設置在搖籃架懸臂端(1)與搖籃架底部大梁(2)相交處，位于預應力拉桿(5)之上。
文檔編號C25C3/10GK201614416SQ20092031796
公開日2010年10月27日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權日2009年12月21日
發(fā)明者余祥興, 孫建, 鄭莆 申請人:貴陽鋁鎂設計研究院