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：
本實(shí)用新型涉及一種鋁電解電解槽搖籃架，特別是一種帶預(yù)應(yīng)力的電解槽搖籃 架，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(zhǎng)邊荷載主要依靠搖籃架承受。 在實(shí)際使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)槽殼長(zhǎng)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，槽子底部溫度升高，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，同時(shí)底部大梁有底部向上的負(fù)彎矩。因此多會(huì)在搖籃架根部發(fā)生剪 切和拉裂破壞，同時(shí)底部大梁負(fù)彎矩會(huì)使大梁向上起拱使電解槽結(jié)構(gòu)破壞。因每個(gè)電解鋁 廠所用電解槽數(shù)量多，每臺(tái)電解槽搖籃架數(shù)量也多，搖籃架的質(zhì)量對(duì)項(xiàng)目投資及生產(chǎn)成本 產(chǎn)生較大的影響。就目前電解槽搖籃架存在問(wèn)題1、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；2、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；3、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；4、底部大梁受負(fù)彎矩大，容易造成向上起拱變形大破壞。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，它能夠阻止 電解槽搖籃架懸臂端端部變形和限制底部較大變形。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的預(yù)應(yīng)力電解槽搖 籃架，除了包括兩個(gè)懸臂端，分別豎立在底部大梁的兩端，在底部大梁的兩端的下方設(shè)置有 電解槽AB梁的結(jié)構(gòu)外，還在懸臂端的受拉內(nèi)側(cè)豎直施加有懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿；在底部大梁 上部的受拉側(cè)水平施加有底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿；在懸臂端和底部大梁之間的內(nèi)側(cè)傾斜焊接 有加勁板。在懸臂端上設(shè)置有兩個(gè)懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)，懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿的兩端分別插 接固定在一個(gè)懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)上。懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿的兩端為懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端，該懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿錨固 端錨固在懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)上。在底部大梁上設(shè)置有兩個(gè)底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)，底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿兩端分 別插接固定在一個(gè)底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)上。[0013]底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿的兩端為底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端，該底部大梁預(yù)應(yīng)力拉 桿錨固端錨固在底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)上。懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿為鋼筋或鋼絞線，兩端設(shè)螺紋。底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿為鋼筋或鋼絞線，兩端設(shè)螺紋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型不但抵消了部分因溫度和鋁液產(chǎn)生的外荷載，有效 阻止電解槽搖籃架懸臂端端部變形和限制底部較大變形，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，改善搖 籃架和電解槽內(nèi)部的受力性能，并且較大的縮短了電解槽的檢修時(shí)間，克服現(xiàn)有技術(shù)的不 足，同時(shí)較大地降低了電解槽的成本，減少投入。

圖1是現(xiàn)有的搖籃架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例1 如圖1、圖2所示，整個(gè)預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架呈左右前后對(duì) 稱，支撐著電解槽槽殼7，其結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)懸臂端1，兩個(gè)懸臂端1分別豎立在底部大梁2的 兩端，在底部大梁2的兩端的下方設(shè)置有電解槽AB梁8，在懸臂端1的受拉內(nèi)側(cè)豎直施加有 懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿5 ；在底部大梁2上部的受拉側(cè)水平施加有底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿11 ；在 懸臂端1和底部大梁2之間焊接有加勁板4，搖籃架的兩個(gè)內(nèi)側(cè)都有。在懸臂端1上設(shè)置有兩個(gè)懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)3，在底部大梁2上設(shè)置有兩個(gè)底 部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)10。懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿5為鋼筋或鋼絞線，兩端設(shè)螺紋，作為懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿錨固 端6，錨固在懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)3上。底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿11同樣為鋼筋或鋼絞線，兩端設(shè)螺紋，作為底部大梁預(yù)應(yīng)力 拉桿錨固端9，錨固在底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)10上。本實(shí)用新型的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架的施工步驟為1、在懸臂端1上分別焊接兩個(gè)高強(qiáng)度的懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)3 ；2、在底部大梁2上分別焊接兩個(gè)高強(qiáng)度的底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)10 ；3、按照計(jì)算及構(gòu)造要求將懸臂端1與底部大梁2相焊接；4、在懸臂端1與底部大梁2之間焊接高強(qiáng)度的加勁板4 ；5、將懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿5穿過(guò)懸臂端1上的懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)3，張拉懸臂端 預(yù)應(yīng)力拉桿5 ；6、將底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿11穿過(guò)底部大梁2上的底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)10，張 拉底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿11 ；7、懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿5和底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿11通過(guò)應(yīng)力或應(yīng)變控制張拉預(yù)應(yīng) 力大小終止張拉，錨緊懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端6和底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端9，預(yù)應(yīng)力 電解槽搖籃架施工完成。本實(shí)用新型阻止搖籃架變形的原理第一步是對(duì)懸臂端1受拉側(cè)施加拉桿施加預(yù)應(yīng)力，使搖籃架懸臂端1受拉區(qū)端先受壓應(yīng)力，當(dāng)電解槽膨脹產(chǎn)生的推力作用下最終使受 壓區(qū)變?yōu)槭芾瓍^(qū)；第二步是在電解槽搖籃架底部大梁2上部拉桿預(yù)加預(yù)應(yīng)力，使搖籃架上 部大梁負(fù)彎矩作用受拉區(qū)端先受壓應(yīng)力，當(dāng)電解槽膨脹產(chǎn)生的推力作用下最終使受壓區(qū)變 為受拉區(qū)，以上兩個(gè)步驟將充分發(fā)揮高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力材料性能，一方面將減少材料受力變形，另 一方面將大幅減少材料用量，達(dá)到受力合理，變形較小的目的。
權(quán)利要求一種預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，包括兩個(gè)懸臂端(1)，分別豎立在底部大梁(2)的兩端，在底部大梁(2)的兩端的下方設(shè)置有電解槽AB梁(8)，其特征在于在懸臂端(1)的受拉內(nèi)側(cè)豎直施加有懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿(5)；在底部大梁(2)上部的受拉側(cè)水平施加有底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿(11)；在懸臂端(1)和底部大梁(2)之間的內(nèi)側(cè)傾斜焊接有加勁板(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于在懸臂端(1)上設(shè)置有 兩個(gè)懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)(3)，懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿(5)的兩端分別插接固定在一個(gè)懸臂 端預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿(5) 的兩端為懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端(6)，該懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端(6)錨固在懸臂端預(yù) 應(yīng)力拉桿支點(diǎn)(3)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于在底部大梁(2)上設(shè)置 有兩個(gè)底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)(10)，底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿(11)兩端分別插接固定在一 個(gè)底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)(10)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿 (11)的兩端為底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端(9)，該底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿錨固端(9)錨固在 底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿支點(diǎn)(10)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿(5) 為鋼筋或鋼絞線，兩端設(shè)螺紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，其特征在于底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿 (11)為鋼筋或鋼絞線，兩端設(shè)螺紋。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種預(yù)應(yīng)力電解槽搖籃架，包括兩個(gè)懸臂端(1)，分別豎立在底部大梁(2)的兩端，在底部大梁(2)的兩端的下方設(shè)置有電解槽AB梁(8)，在懸臂端(1)的受拉內(nèi)側(cè)施加有懸臂端預(yù)應(yīng)力拉桿(5)；在底部大梁(2)上部的受拉側(cè)施加有底部大梁預(yù)應(yīng)力拉桿(11)；在懸臂端(1)和底部大梁(2)之間焊接有加勁板(4)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型不但能夠有效阻止電解槽搖籃架懸臂端端部變形和限制底部較大變形，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，改善搖籃架和電解槽內(nèi)部的受力性能，并且較大的縮短了電解槽的檢修時(shí)間，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，同時(shí)較大地降低了電解槽的成本。
文檔編號(hào)C25C3/10GK201634779SQ20102030057
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者余祥興, 鄭莆 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院