[发明专利]一种用于电厂悬吊式锅炉的抛物线形平面桁架式大板梁结构

说明书

本发明提供了一种用于电厂悬吊式锅炉的抛物线形平面桁架式大板梁结构。所述抛物线形平面桁架式大板梁分为上拱式和下沉式两种结构，包括：上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆等。当采用上拱式结构时，竖腹杆垂直于下弦杆；而当采用下沉式结构时，竖腹杆垂直于上弦杆。竖腹杆间距按照次梁位置确定。竖腹杆长度按照节点处截面弯矩合理选取。上弦杆与下弦杆均为箱形截面，竖腹杆和斜腹杆均为工字形截面。各桁架杆件间以焊接或螺栓连接。抛物线平面桁架式大板梁间以次梁连接。此抛物线形平面桁架式大板梁具有结构简单、重量轻、材料加工采购方便、可现场焊接装配、方便运输等优点。

技术领域

本发明属于锅炉钢结构设计领域，特别涉及一种用于电厂悬吊式锅炉的抛物线形平面桁架式大板梁结构。

背景技术

现有电厂锅炉实腹式大板梁承载吨位较大，结构自重亦较大。截面弯矩作用下，跨中翼缘轴向弯曲应力最大，两端翼缘应力较小。当采用统一截面时，钢材消耗量高，材料利用率低。同样，截面剪力作用下，端部腹板面内剪应力大，两端腹板剪应力小。当采用统一腹板截面时，中间腹板应力比较小，材料利用率低。

中国电力工程顾问华东电力设计院的《用于塔式锅炉的析架式大板梁体系》将桁架结构引入大板梁结构设计，提出一种上下弦杆相互平行的桁架结构。此平行弦桁架结构中，跨中弦杆内力大，两端弦杆内力小；跨中腹杆内力小，两端腹杆内力大。与实腹式大板梁一样，此种平行弦桁架结构同样存在材料利用率低，整体结构设计质量偏重等问题。

因此，本技术领域迫切需要研究一种上下弦杆材料利用率高，受力性能合理，结构自重轻的新型平面桁架式大板梁结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电厂悬吊式锅炉的抛物线形平面桁架式大板梁结构，以克服平行弦桁架结构在结构受力，尺寸及自重等方面的不足。本发明内容结构均一，承载合理，钢材利用率高，能有效降低大板梁结构自重，实现锅炉钢结构的轻量化设计。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于电厂悬吊式锅炉的抛物线形平面桁架式大板梁结构。其特征在于，分为上拱式和下沉式两种，包括：上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆等。

当所述结构为上拱式时所述竖腹杆垂直于所述下弦杆，而当所述结构为下沉式时所述竖腹杆垂直于所述上弦杆。

所述竖腹杆的间距按照次梁位置确定。所述竖腹杆长度按照节点处截面弯矩合理选取。

所述上弦杆与下弦杆均为箱形截面，所述竖腹杆和斜腹杆均为工字形截面。

所述各桁架杆件间以焊接或螺栓连接。

所述抛物线平面桁架式大板梁间以次梁连接。

当大板梁为上拱式结构时，所述上弦杆按抛物线形布置，次梁沿所述下弦杆布置。

当大板梁为上拱式结构时，侧向支撑除次梁外，所述上弦杆需额外加装侧向支撑杆，以提高其侧向稳定性。

当大板梁为下沉式结构时，所述下弦杆按照抛物线形布置，次梁沿所述上弦杆布置，无需加装侧向支撑杆。

所述抛物线形平面桁架式大板梁总高为8-10米，跨度为35-55米，标高为70-160米。

本发明的有益效果是：

(1)相比上拱式结构，下沉式结构中上弦杆内力更小，杆件计算长度更小，所需杆件截面面积更小，局部稳定性更高。

(2)相比上拱式结构，下沉式结构中下弦杆中拉力更大，所需杆件截面面积较大。因此，相同桁架高度和次梁布置下，下沉式大板梁结构自重略大于上拱式结构。

(3)下沉式大板梁结构中，次梁沿上弦杆布置，无需额外加装侧向支撑杆。而上拱式大板梁结构中，次梁沿下弦杆布置；同时为增加上弦杆局部稳定性，上弦杆应增加侧向支撑杆。