[發明專利]一種體外預應力整體加固的電站鍋爐大板梁結構及其加固方法

有效

• 申請號: 201710384124.8
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107178214B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 任揚志;王元清;班慧勇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 11374 北京攀騰專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 彭蓉;王福盛<國際申請>=<國際公布>=

本發明提供了一種體外預應力整體加固的電站鍋爐大板梁結構及其加固方法。所述大板梁結構包括電站鍋爐大板梁、錨箱、托梁、預應力拉索、吊桿、連接梁等。托梁包含豎向托梁和水平托梁，其間采用高強度螺栓通過蓋板連接。水平托梁通過墊板與下翼緣下邊緣接觸。托梁間通過連接梁連接，形成組合構件。拉索對稱布置于大板梁的腹板兩側，采用索夾直接或間接通過吊桿與托梁連接。為降低拉索中預應力損失，可在吊桿與豎向托梁頂板間設置弧形轉動裝置，使得吊桿小角度轉動。通過鍋爐大板梁體外預應力整體加固，降低了大板梁下翼緣拉應力，優化了大板梁結構內力狀態，有效抑制下翼緣拼接焊縫處表面裂紋擴展。

技術領域

本發明屬于預應力結構工程中的鍋爐鋼結構技術領域，特別涉及一種體外預應力整體加固的電站鍋爐大板梁結構及其加固方法。

背景技術

大板梁是電站鍋爐鋼結構體系中主要承力構件，主要承受豎向鍋爐載荷并將其傳遞至端部支撐柱體。各大板梁間相互平行，其間通過多道次梁連接。大板梁承受載荷較大，其截面尺寸及跨度均異于常規鋼結構。大板梁多為工字型截面，設計過程中通常采用沿高度分層、沿長度分段的拼接方法。鍋爐載荷作用下，工字型大板梁上翼緣承受壓應力，下翼緣承受拉應力。隨時間推移，下翼緣拼接焊縫處極易出現表面缺陷裂紋和內部缺陷。為避免拼接焊縫處表面裂紋的擴展和新型缺陷裂紋的產生，需要對大板梁整體實施加固。

體外預應力技術是現有鋼筋混凝土結構加固的有效方法之一，可有效提高整體結構的承載能力和耐久性。體外預應力技術已廣泛應用于鋼筋混凝土梁橋/鋼梁橋及建筑結構中，其設計方法和技術規范日漸成熟。將體外預應力技術應用于大板梁加固中，可有效降低下翼緣處拉應力，有效阻止下翼緣拼接焊縫處裂紋擴展，提高大板梁整體的承載極限。

目前，我國鍋爐鋼結構設計規范還未對大板梁鋼結構加固技術做詳細規定。因此，如何根據大板梁現場作業空間合理布局預應力拉索位置，降低大板梁下翼緣壓應力，有效阻止裂紋擴展，以提高大板梁整體結構強度和剛度，成為現代鍋爐鋼結構加固設計中亟待解決的問題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種體外預應力整體加固的電站鍋爐大板梁結構及其加固方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。其結構簡單，受力合理，可降低大板梁下翼緣拉應力，有效抑制下翼緣拼接焊縫處裂紋缺陷擴展。

一方面，本發明提供了一種體外預應力整體加固的電站鍋爐大板梁結構，其特征在于：所述大板梁結構包括電站鍋爐大板梁、錨箱、托梁、預應力拉索、吊桿、連接梁等。

所述電站鍋爐大板梁通常為重載超深梁，其包含上翼緣、腹板、下翼緣等。

所述錨箱焊接于所述大板梁兩端。在大板梁外側自由端處，通過水平加勁板增強錨箱的局部穩定性。

所述托梁包含豎向托梁和水平托梁，其間采用高強度螺栓通過蓋板連接。所述水平托梁通過墊板與下翼緣下邊緣接觸。體外預應力通過水平托梁傳遞至大板梁下翼緣及腹板。所述托梁間通過連接梁連接，形成組合構件。

所述拉索對稱布置于大板梁的腹板兩側，并通過索夾與所述吊桿連接。所述吊桿通過高強度螺栓與所述豎向托梁連接。或者，所述拉索通過加勁板直接與所述豎向托梁連接。為降低拉索中預應力損失，可在吊桿與豎向托梁頂板間設置弧形轉動裝置，使得吊桿小角度轉動。

考慮到拉索張拉過程中拉索構型的變化，所述拉索端部包括：錨箱外側受力板、楔形弧面錨墊板、弧面錨夾具、保護罩等。

所述拉索材料包括鋼絲束、鋼絲繩或鋼絞線。

另一方面，本發明還提供了一種電站鍋爐大板梁體外預應力整體加固的方法，包括采用預應力拉索并利用錨箱、托梁、吊桿和連接梁對電站鍋爐大板梁進行整體加固；其中，所述拉索對稱布置在大板梁兩側，穿過焊接于大板梁兩端的錨箱并且通過吊桿與帶有連接梁的多個托梁連接。