本發(fā)明涉及到大型空冷島風(fēng)機橋架減振結(jié)構(gòu)設(shè)計，屬于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及通過優(yōu)化風(fēng)機橋架結(jié)構(gòu)，減少風(fēng)機葉頻擾動對空冷島振動影響的橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計。

背景技術(shù)：

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(shù)迅速發(fā)展了起來。空冷技術(shù)主要是采用風(fēng)機強制對流的方式對管束內(nèi)乏汽進行冷卻，該技術(shù)對水資源依賴性較小，它有節(jié)水節(jié)能、環(huán)保、設(shè)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(fēng)機單元組成，每個風(fēng)機單元的直徑平均10m左右，風(fēng)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(fēng)機運轉(zhuǎn)過程中，葉片工作在風(fēng)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(fēng)機的運轉(zhuǎn)頻率與葉片數(shù)的乘積。根據(jù)大量現(xiàn)場測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電站中運行的直接空冷系統(tǒng)普遍出現(xiàn)風(fēng)機橋架振動過大的問題。而風(fēng)機橋架振動過大會導(dǎo)致風(fēng)機橋架、風(fēng)機、電機以及減速機等受損，嚴重縮短空冷風(fēng)機以及這些設(shè)備的使用壽命，造成一定的安全隱患。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決由于風(fēng)機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生葉頻干擾導(dǎo)致目風(fēng)機橋架振動過大的問題，減小在風(fēng)機運行過程中由于風(fēng)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(fēng)機等設(shè)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(fēng)機橋架減振結(jié)構(gòu)，技術(shù)方案如下：

含半圓環(huán)體結(jié)構(gòu)的風(fēng)機橋架特征在于：

風(fēng)機橋架橋架主縱梁是由H型鋼結(jié)構(gòu)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(fēng)機橋架橋架主縱梁是主要的承重結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點。橋架斜弦梁是由截面為圓的鋼管結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)組成，中間短橫梁處安裝風(fēng)機、電機以及減速機等設(shè)備。本發(fā)明的關(guān)鍵在于風(fēng)機橋架主縱梁朝下一側(cè)的H鋼處加入了截面為半圓環(huán)形的半圓環(huán)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。該結(jié)構(gòu)能夠有效的疏通風(fēng)機產(chǎn)生的氣流，減小風(fēng)機氣流對風(fēng)機橋架的沖擊，從而解決由于風(fēng)機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生葉頻干擾導(dǎo)致目風(fēng)機橋架振動過大的問題。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于，從風(fēng)機葉頻干擾對風(fēng)機橋架振動的影響這一角度出發(fā)，通過準確分析風(fēng)機氣流對風(fēng)機橋架的沖擊影響，優(yōu)化風(fēng)機橋架結(jié)構(gòu)，疏導(dǎo)風(fēng)機產(chǎn)生的氣流，半圓環(huán)體減振結(jié)構(gòu)在使用過程中有良好的穩(wěn)定性，能夠疏導(dǎo)風(fēng)機轉(zhuǎn)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(shù)方案從風(fēng)機氣流這一方面解決了提供了一種減小目前風(fēng)機橋架設(shè)計中存在的振動過大超標問題的設(shè)計，降低了在工作過程中，因為風(fēng)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(fēng)機等設(shè)備的使用壽命。

附圖說明

圖1本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2半圓環(huán)體風(fēng)機橋架。

圖3半圓環(huán)體風(fēng)機橋架減振結(jié)構(gòu)局部視圖。

圖中:1為風(fēng)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(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實例中的附圖，對本發(fā)明實例中的技術(shù)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(shù)方案：含半圓環(huán)體減振結(jié)構(gòu)的風(fēng)機橋架，該風(fēng)機橋架包括風(fēng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)組成，橋架橋架主縱梁1是主要的承重結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點。

橋架斜弦梁2是由鋼管結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)組成，中間短橫梁處安裝風(fēng)機、電機以及減速機等設(shè)備。

半圓環(huán)體減振結(jié)構(gòu)4主要由半圓環(huán)體的鋼結(jié)構(gòu)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(zhì)量，外圓半徑與內(nèi)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(jié)構(gòu)4能夠有效的疏通風(fēng)機產(chǎn)生的氣流，減小風(fēng)機氣流對風(fēng)機橋架的沖擊以及葉頻干擾，從而解決由于風(fēng)機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生氣流導(dǎo)致目風(fēng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)載荷規(guī)范GB50009-2001的規(guī)定，垂直于建筑物表面上的風(fēng)載荷標準值，應(yīng)按下述公式計算：

1)當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時

ω_k＝β_zμ_sμ_zω₀

式中ω_k——風(fēng)載荷標準值(kN/m²)；

β_z——高度z處的風(fēng)振系數(shù)；

μ_s——風(fēng)載荷體型系數(shù)；

μ_z——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

ω₀——基本風(fēng)壓(kN/m²)。

2)當(dāng)計算圍護結(jié)構(gòu)時

ω_k＝β_gzμ_slμ_zω₀

式中ω_k——風(fēng)載荷標準值(kN/m²)；

β_gz——高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；

μ_sl——局部風(fēng)壓體型系數(shù)；

μ_z——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

ω₀——基本風(fēng)壓(kN/m²)。

從規(guī)范規(guī)定中可以看出，結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)與風(fēng)載荷成正比例關(guān)系，當(dāng)環(huán)境一定、選定結(jié)構(gòu)一定時，體型系數(shù)越小，風(fēng)載荷也就越低。所以對于本發(fā)明的含半圓環(huán)體減振結(jié)構(gòu)的風(fēng)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(jié)構(gòu)體型系數(shù)經(jīng)計算0.9-1.1.，而普通風(fēng)機橋架，即不加入該結(jié)構(gòu)的橋架體型系數(shù)為1.3，所以，使用該結(jié)構(gòu)后，風(fēng)機橋架風(fēng)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(jié)構(gòu)風(fēng)機橋架能夠有效地緩解葉頻擾動對風(fēng)機橋架的影響。