鍋爐水冷壁專用掛架

張通友，孟慶琳，仉健康，陳 菲

ZHANG Tong-you, MENG Qing-lin, ZHANG Jian-kang, CHEN Fei

（山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司，山東 濟南 250200）

隨著國家規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)地不斷完善和對施工安全要求地不斷提高，電力建設(shè)施工現(xiàn)場中使用的一些傳統(tǒng)設(shè)備和方案已經(jīng)不符合《電力建設(shè)安全工作規(guī)程 第1部分：火力發(fā)電》（DL 5009.1-2014）中的相關(guān)要求。原來鍋爐安裝、保溫施工等使用軟梯，顯然不滿足規(guī)范要求，鑒于此，針對規(guī)范中關(guān)于腳手架的相關(guān)規(guī)定，為解決施工現(xiàn)場存在的安全隱患而設(shè)計一種鍋爐水冷壁專用掛架。

1 鍋爐水冷壁專用掛架構(gòu)成

如圖1所示，鍋爐水冷壁專用掛架包括牛腿、掛架、鋼制腳手板、銷軸和R型銷。牛腿掛在水冷壁上，掛架掛在牛腿上，鋼制腳手板鋪于掛架之上，各部件之間的均采用銷軸和R型銷連接。

圖1 鍋爐水冷壁專用掛架示意圖

牛腿主要作為掛架的固定點和支撐點，根據(jù)水冷壁結(jié)構(gòu)的特殊性，為了減少對水冷壁的傷害和方便拆裝，選用器片開孔鉤掛牛腿的方式，并且根據(jù)施工情況可在水冷壁上增設(shè)多處生根點，牛腿掛鉤掛在水冷壁上的開孔處。牛腿上的花籃螺栓不僅有固定連接作用，還可用于調(diào)平牛腿梁，防止掛架踏步傾斜，造成掛架單側(cè)主弦桿受力，發(fā)生破壞造成事故，保證施工操作的安全性、平穩(wěn)性。

掛架主要作為鋼制腳手板的支撐件。由于現(xiàn)場施工人員操作環(huán)境和空間的局限性，掛架單重不易太重，以滿足單個施工人員就可完成高空掛架安裝的工作。

掛架最后一個踏步兩側(cè)設(shè)置止擋環(huán)，用來限定掛架掛鉤的位置，此外還可防止掛鉤變形。

掛架上的掛鉤為主要受力件，其上的斜面在掛架拆卸時起導(dǎo)向作用，掛鉤上設(shè)置防脫銷，起到防脫保護作用，當(dāng)掛鉤出現(xiàn)破壞時，防脫銷仍能承受極限載荷，防止事故發(fā)生。

為方便使用，掛架上除第一個和最后一個踏步外，其他踏步做成可拆卸的踏步，在不使用時將其拆除，方便各平臺之間人員走動。掛架逐次續(xù)接至施工高度便可。

2 鍋爐水冷壁專用掛架優(yōu)化分析

根據(jù)極限載荷施加掛鉤處得出的掛鉤應(yīng)力云圖（圖2）可知，平均應(yīng)力位于200MPa左右，應(yīng)力集中處應(yīng)力為327.3MPa，未超出屈服強度345MPa，強度滿足要求。

圖2 掛架掛鉤有限元靜力分析應(yīng)力云圖

對掛架掛鉤施加沖擊載荷時，得出應(yīng)力云圖和位移云圖，分別如圖3、圖4所示，掛鉤應(yīng)力為179.75MPa，不超過屈服強度，不會發(fā)生塑性變形，并且最大變形位移為0.997mm。

圖3 掛架掛鉤沖擊載荷下應(yīng)力云圖

經(jīng)過對鍋爐水冷壁專用掛架的主要受力件掛鉤的有限元優(yōu)化分析，既滿足強度要求，保證安全，又能減輕自重，節(jié)約成本，方便安裝。

3 鍋爐水冷壁專用掛架技術(shù)要點

1）掛鉤鉤掛在水冷壁上后，掛鉤上的墊板與水冷壁應(yīng)接觸，最少接觸面積不得少于80%，避免兩者出現(xiàn)線接觸。

2）牛腿梁安裝后，必須將牛腿梁進行調(diào)水平，未調(diào)水平前不得使用，防止掛架受偏載作用發(fā)生破壞，造成事故。

3）牛腿中使用的花籃螺栓必須進行拉力試驗合格后方可使用。

4）在進行掛架組裝時，應(yīng)仔細(xì)檢查掛架的完整性與安全性；對于有踏步燒穿、主弦斷裂、焊縫撕裂、連接板孔出現(xiàn)裂紋等損壞嚴(yán)重的掛架，嚴(yán)禁使用。

5）由于掛架材質(zhì)較薄，室外存放掛架和鋼制腳手板時，須采取防雨措施，防止掛架生銹腐蝕。

圖4 掛架掛鉤沖擊載荷下位移云圖

4 結(jié) 語

本設(shè)計是對鍋爐水冷壁施工傳統(tǒng)上使用的軟梯設(shè)備的一次重大突破，對以后電力建設(shè)領(lǐng)域的鍋爐安裝、保溫施工等有一定的引導(dǎo)與借鑒意義，這種方式帶來的好處如下。

1）完全脫離不符合現(xiàn)有規(guī)范要求的軟梯施工。

2）剛性好，且有防脫保護措施，施工操作更加平穩(wěn)、安全。

3）承載能力強，使用壽命長。

4）采用有限元優(yōu)化分析，掛架自重較輕，拆裝簡便易行。