本發(fā)明涉及到大型空冷島風機橋架減振結構設計，屬于結構優(yōu)化設計領域，具體涉及通過優(yōu)化風機橋架結構，減少風機葉頻擾動對空冷島振動影響的橋架結構設計。

背景技術：

近年來由于北方地區(qū)水資源匱乏等因素的影響，空冷技術迅速發(fā)展了起來?？绽浼夹g主要是采用風機強制對流的方式對管束內乏汽進行冷卻，該技術對水資源依賴性較小，它有節(jié)水節(jié)能、環(huán)保、設備少、系統(tǒng)簡單、防凍性能好等優(yōu)點。直接空冷電站的空冷島一般由幾十個甚至上百個風機單元組成，每個風機單元的直徑平均10m左右，風機橋架固定在空冷支撐桁架上，支撐鋼桁架的下面是空冷支柱，高約45m。在風機運轉過程中，葉片工作在風筒的不均勻伴流中，這時葉片會產(chǎn)生周期變化的空氣動力，從而引發(fā)橋架甚至整個空冷島的振動，這種擾動形式叫做葉頻擾動。在這種情況下所表現(xiàn)出來的擾動頻率一般等于風機的運轉頻率與葉片數(shù)的乘積。根據(jù)大量現(xiàn)場測試結果發(fā)現(xiàn)，電站中運行的直接空冷系統(tǒng)普遍出現(xiàn)風機橋架振動過大的問題。而風機橋架振動過大會導致風機橋架、風機、電機以及減速機等受損，嚴重縮短空冷風機以及這些設備的使用壽命，造成一定的安全隱患。

加固橋架，增加風機橋架剛度等都是減小風機橋架振動的方式。但是前者會加大橋架重量，增加建設成本。后者需要根據(jù)不同的風機橋架結構，進行大量的設計計算才能得出設計公式，通用性不強。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決由于風機轉動產(chǎn)生葉頻干擾導致目風機橋架振動過大的問題，減小在風機運行過程中由于風機橋架振動過大所引起的一系列安全隱患，并提高空冷系統(tǒng)中空冷島、電機、減速機、風機等設備的使用壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種截面為半圓環(huán)形的風機橋架減振結構，技術方案如下：

含半圓環(huán)體結構的風機橋架特征在于：

風機橋架橋架主縱梁是由H型鋼結構組成，H型鋼是截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經(jīng)濟斷面高效型材，風機橋架橋架主縱梁是主要的承重結構。另外，H型鋼的各個部位均以直角排布，因此H型鋼在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節(jié)約成本和結構重量輕等優(yōu)點。橋架斜弦梁是由截面為圓的鋼管結構組成，起支撐、鞏固作用，能夠減小橋架振動變形。橋架短橫梁也是由H型鋼結構組成，中間短橫梁處安裝風機、電機以及減速機等設備。本發(fā)明的關鍵在于風機橋架主縱梁朝下一側的H鋼處加入了截面為半圓環(huán)形的半圓環(huán)體結構的設計。該結構能夠有效的疏通風機產(chǎn)生的氣流，減小風機氣流對風機橋架的沖擊，從而解決由于風機轉動產(chǎn)生葉頻干擾導致目風機橋架振動過大的問題。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于，從風機葉頻干擾對風機橋架振動的影響這一角度出發(fā)，通過準確分析風機氣流對風機橋架的沖擊影響，優(yōu)化風機橋架結構，疏導風機產(chǎn)生的氣流，半圓環(huán)體減振結構在使用過程中有良好的穩(wěn)定性，能夠疏導風機轉動過程中產(chǎn)生的氣流，減小葉頻干擾，從而減小橋架振動，增加空冷島抗振性能的優(yōu)勢。本發(fā)明的技術方案從風機氣流這一方面解決了提供了一種減小目前風機橋架設計中存在的振動過大超標問題的設計，降低了在工作過程中，因為風機橋架振動過大所引起的一系列安全隱患，并提高了空冷島系統(tǒng)中風機等設備的使用壽命。

附圖說明

圖1本發(fā)明立體結構示意圖。

圖2半圓環(huán)體風機橋架。

圖3半圓環(huán)體風機橋架減振結構局部視圖。

圖中:1為風機橋架橋架主縱梁，2為橋架斜弦梁，3為橋架短橫梁，4為半圓環(huán)體減振結構。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實例中的附圖，對本發(fā)明實例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

參閱圖2，本發(fā)明提供一種技術方案：含半圓環(huán)體減振結構的風機橋架，該風機橋架包括風機橋架主縱梁1、橋架斜弦梁2、橋架短橫梁3、半圓環(huán)體減振結構4。橋架橋架主縱梁1是由截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經(jīng)濟斷面高效型材H型鋼結構組成，橋架橋架主縱梁1是主要的承重結構。使用H型鋼的優(yōu)勢在于，H型鋼的各個部位均以直角排布，因此其各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節(jié)約成本和結構重量輕等優(yōu)點。

橋架斜弦梁2是由鋼管結構組成，起支撐、固定作用，能夠減小橋架變形。

橋架短橫梁3也是由H型型鋼結構組成，中間短橫梁處安裝風機、電機以及減速機等設備。

半圓環(huán)體減振結構4主要由半圓環(huán)體的鋼結構組成，其外圓半徑為主縱梁H型鋼下端的寬度，為減少橋架的整體質量，外圓半徑與內圓半徑的間距為6mm左右即可，其長度與主縱梁的長度相同。半圓環(huán)體減振結構4能夠有效的疏通風機產(chǎn)生的氣流，減小風機氣流對風機橋架的沖擊以及葉頻干擾，從而解決由于風機轉動產(chǎn)生氣流導致目風機橋架振動過大的問題。

主縱梁1與斜弦梁2、短橫梁3以及半圓環(huán)體減振結構4均為焊接連接而成，并且所有搭接或角焊縫的焊角高度均不低于較薄母材的厚度，并進行了連續(xù)滿焊操作。

根據(jù)建筑結構載荷規(guī)范GB50009-2001的規(guī)定，垂直于建筑物表面上的風載荷標準值，應按下述公式計算：

1)當計算主要承重結構時

ω_k＝β_zμ_sμ_zω₀

式中ω_k——風載荷標準值(kN/m²)；

β_z——高度z處的風振系數(shù)；

μ_s——風載荷體型系數(shù)；

μ_z——風壓高度變化系數(shù)；

ω₀——基本風壓(kN/m²)。

2)當計算圍護結構時

ω_k＝β_gzμ_slμ_zω₀

式中ω_k——風載荷標準值(kN/m²)；

β_gz——高度z處的陣風系數(shù)；

μ_sl——局部風壓體型系數(shù)；

μ_z——風壓高度變化系數(shù)；

ω₀——基本風壓(kN/m²)。

從規(guī)范規(guī)定中可以看出，結構的體型系數(shù)與風載荷成正比例關系，當環(huán)境一定、選定結構一定時，體型系數(shù)越小，風載荷也就越低。所以對于本發(fā)明的含半圓環(huán)體減振結構的風機橋架來說，其長度與截面之比H/d＞25，表面粗糙度Δ≈0，所以該結構體型系數(shù)經(jīng)計算0.9-1.1.，而普通風機橋架，即不加入該結構的橋架體型系數(shù)為1.3，所以，使用該結構后，風機橋架風載荷能夠降低15％～30％左右。

綜上，即可說明本發(fā)明半圓環(huán)體減振結構風機橋架能夠有效地緩解葉頻擾動對風機橋架的影響。