含对拉索结构的钢结构冷却塔的制作方法

本实用新型涉及电厂冷却塔设计技术领域，更具体地说它是一种含对拉索结构的钢结构冷却塔。

背景技术：

自然通风冷却塔是火力发电厂或核电厂中的一种重要的大型冷却设施。自然通风冷却塔可采用的结构形式有钢筋混凝土结构和钢结构。目前世界上已建成或正在建设的钢结构自然通风冷却塔采用的结构形式可分为“自立式结构”和“悬索网结构”。其中“自立式结构”的钢结构冷却塔多为“格构式构件”组成的空间“单层网壳”结构体系或另加“单层网壳”+“水平刚性环”的结构体系，面板采用铝合金压型板；国内小型的钢结构冷却塔也有采用“双层框架结构”的体系，面板采用玻璃钢板；“悬索网结构”的钢结构冷却塔由塔心的立柱桅杆和悬挂在立柱桅杆顶部的索网结构组成，面板采用铝合金覆板。本实用新型是一种含对拉索、有预应力的“自立式结构”的钢结构冷却塔。

传统的“自立式结构”钢结构冷却塔主要采用的是钢构件组成的空间网壳体系来承担塔筒的外部风荷载，塔筒各区域网壳结构构件承担外部风荷载相对独立，由于塔筒外部风荷载沿圆周分布有风压力区也有风吸力区，从而导致塔筒网壳沿圆周有区域构件受拉有区域构件受压，而钢构件设计由受压稳定控制，导致钢材的材料强度得不到充分利用，塔筒的结构用钢量大、重量重，进而加大了基础和地基处理的工程量，经济性较差，另外由于构件截面变大或数量增多也导致了安装不便，施工周期较长。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种含对拉索结构的钢结构冷却塔。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：含对拉索结构的钢结构冷却塔，其特征在于，包括单层网壳，水平刚性环桁架，对拉索，中心拉环和围护结构，所述水平刚性环桁架布置于所述单层网壳内侧，所述对拉索两端分别与所述水平刚性环桁架和所述中心拉环相连，所述围护结构安装在所述单层网壳的外侧。

在上述技术方案中，所述水平刚性环桁架沿高度方向上每两层或多层设置所述对拉索和所述中心拉环。通过对对拉索施加预张力从而提高塔筒结构整体刚度和稳定性；同时，水平对拉索和中心拉环使塔筒两侧对称的负压区构件相互联系，使得塔筒外对称的负压区外风吸力大部分相互抵消，从而降低塔筒单层网壳构件的内力和位移，并降低结构的用钢量和自重，同时降低地基和基础的工程量。

在上述技术方案中，所述中心拉环的圆心与所述水平刚性环桁架圆心同心；所述对拉索在塔内沿所述水平刚性环桁架的中心呈辐射状布置；有外索头锚具与所述水平刚性环桁架节点上的焊接耳板相连，有内索头锚具与水平环板的圆孔相连。使刚性环桁架连接的环向网壳构件相互联系，以形成塔筒圆周构件整体受力的特性。

在上述技术方案中，所述单层网壳沿高度方向每层或每两层的环向上设置所述水平刚性环桁架。以增加单层网壳的面外刚度，保证单层网壳施工期的结构稳定性和抗风性能。

在上述技术方案中，所述围护结构可采用压型金属板或PTFE膜。保证塔筒的气密性及抗风稳定性。

在上述技术方案中，所述单层网壳由水平弦杆和倾斜弦杆组成等腰三角形网格；所述单层网壳同一高程处所述水平弦杆长度相等，且所述倾斜弦杆长度相等；所述倾斜弦杆间的夹角在40～70°之间。减少构件规格；保证构件受力均匀。

在上述技术方案中，所述水平刚性环桁架与所述单层网壳共用所述水平弦杆，并与内水平弦杆，倾斜腹杆和径向腹杆首尾相连形成稳定的水平三角形网格。

在上述技术方案中，所述对拉索由钢索，所述外索头锚具和所述内索头锚具组成。保证索体与主结构连接、传力可靠，且便于施工安装。

在上述技术方案中，所述中心拉环由所述水平环板，环向加劲板和径向加劲板组成。保证中心拉环具有足够强度和传力刚度。

在上述技术方案中，所述单层网壳和所述水平刚性环桁架的构件为钢管或格构式杆件，节点为球节点、板节点或相贯焊节点，构件与节点连接采用焊接或螺栓连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)塔筒圆周各区域构件相互联系，使塔筒对称分布的外风荷载(外吸力)大部分相互抵消，从而大大减少塔筒网壳构件的内力和位移；

(2)塔筒内部对拉索预张力的施加，显著提高了塔筒整体刚度，提高了塔筒的抗风、抗震稳定性；

(3)塔筒结构用钢量显著降低，且基础及地基处理工程量省，经济性能优；

(4)构件规格和数量少，重量轻，安装方便，施工周期短。

附图说明

图1为本实用新型剖面示意图。

图2为本实用新型钢索及刚性环平面结构示意图。

图3为本实用新型网壳局部示意图。

图4为本实用新型对拉钢索与水平刚性环桁架连接示意图。

图5为本实用新型对拉钢索与中心拉环连接示意图。

图6为本实用新型中心拉环断面示意图。

图中1-单层网壳,11-水平弦杆,12-倾斜弦杆,2-水平刚性环桁架,21-内水平弦杆,211-焊接耳板,22-倾斜腹杆,23-径向腹杆,3-对拉钢索,31-钢索,32-外索头锚具,33-内索头锚具,4-中心拉环,41-水平环板,411-圆孔,42-环向加劲板,43-径向加劲板,5-围护结构。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

如图所示：含对拉索结构的钢结构冷却塔，其特征在于，包括单层网壳1，水平刚性环桁架2，对拉索3，中心拉环4和围护结构5，所述水平刚性环桁架2布置于所述单层网壳1内侧，所述对拉索3两端分别与所述水平刚性环桁架2和所述中心拉环4相连，所述围护结构5安装在所述单层网壳1的外侧。所述水平刚性环桁架2沿高度方向上每两层或多层设置所述对拉索3和所述中心拉环4。所述中心拉环4的圆心与所述水平刚性环桁架2圆心同心；所述对拉索3在塔内沿所述水平刚性环桁架2的中心呈辐射状布置；有外索头锚具32与所述水平刚性环桁架2节点上的焊接耳板211相连，有内索头锚具33与水平环板41的圆孔411相连。所述单层网壳1沿高度方向每层或多层的环向上设置所述水平刚性环桁架2。所述围护结构5可采用压型金属板或PTFE膜。所述单层网壳1由水平弦杆11和倾斜弦杆12组成等腰三角形网格；所述单层网壳1同一高程处所述水平弦杆11长度相等，且所述倾斜弦杆12长度相等，所述倾斜弦杆12间的夹角在40～70°之间。所述水平刚性环桁架2与所述单层网壳1共用所述水平弦杆11，并与内水平弦杆21，倾斜腹杆22和径向腹杆23首尾相连形成水平三角形网格。所述对拉索3由钢索31，所述外索头锚具32和所述内索头锚具33组成。所述中心拉环4由所述水平环板41，环向加劲板42和径向加劲板43组成。所述单层网壳1和所述水平刚性环桁架2的构件为钢管或格构式杆件，节点为球节点、板节点或相贯焊节点，构件与节点连接采用焊接或螺栓连接。

所述对拉索3安装完成后施加预张力，以使单层网壳1和水平刚性环桁架2的各区域构件联系成受力整体，施加的预张力大小根据结构计算分析得到。

其它未说明的部分均属于现有技术。