一种油枕支架及其改造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程领域，尤其涉及一种油枕支架及其改造方法。
【背景技术】
[0002]电力变压器、电抗器等大型电力设备一般需要油箱中的变压器油进行绝缘、散热和消弧处理。变压器油的体积会随着油温的变化而膨胀或缩小，而为保证油箱内充满油，会设置油枕对油箱进行储油和补油，油枕上还会设置油位计，用于监视油位的变化。同时，设置油枕后，变压器与空气的接触面会减小。而由于地震等原因造成油枕不稳，油位波动的情况又会导致油箱溢油或进入空气，严重威胁着变压器的正常使用和安全运行。因此，油枕的稳定性对变压器的性能和耐久性有着重要的意义。同时，当将油枕换型改造时，如将开放式油枕改造为胶囊密封式油枕时，油枕的尺寸与重量都与原油枕不同，这时需要对原油枕支架进行改造，以使改造后的新油枕支架能够稳定的固定新的油枕。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决原油枕支架与改造后的油枕不适配的问题，提供了一种油枕支架及其改造方法。
[0004]本发明就上述技术问题提供的技术方案如下:
[0005]本发明提供了一种油枕支架改造方法，所述油枕支架包括至少两层的油枕支架单元；所述油枕支架单元包括至少三根垂直地设置的立柱，以及多根支撑梁；该支撑梁水平地固定连接在两根所述立柱之间；所述至少两层的油枕支架单元沿竖直方向层叠在一起；所述油枕支架的靠近地面的所述油枕支架单元的每根立柱底部安装有连接板，且通过地脚螺栓固定在地面上；所述油枕支架还包括柱撑；该柱撑的两端均安装在同一层油枕支架单元上，且该柱撑的两端分别固定在邻近的两根所述立柱上，且该柱撑与水平面构成一定角度；所述油枕支架的所述立柱、所述支撑梁以及所述柱撑之间其中的两者连接或三者连接构成连接节点；所述油枕支架改造方法包括以下步骤:
[0006]SI)假设所述立柱、所述支撑梁、所述柱撑均是由Q235钢制成；假设所述油枕支架顶部安装有油枕，该油枕包括储油柜以及两个格构柱，每个所述格构柱一端安装在所述储油柜底部，另一端通过固定螺栓安装在所述油枕支架顶部的所述支撑梁上；获取所述油枕支架的所有所述立柱、所有所述支撑梁以及所有所述柱撑的尺寸；获取恒载值、活载值、以及储油柜荷载值，获取油枕动力系数；并假定恒载值、活载值以及储油柜荷载值均以线荷载方式加载在支撑梁上；获取风荷载参数、地震信息以及荷载组合；然后根据获得的参数，安装结构力学的分析方法，计算得到所述油枕支架的所有连接节点的内应力参数；
[0007]S2)根据计算得到的所述油枕支架的所有连接节点的内应力参数，对所述油枕支架的所有立柱的长细比和宽厚比进行验算，并判断所述油枕支架的各所述立柱的长细比和宽厚比是否满足《钢结构设计规范GB50017-2003》的要求；
[0008]S3)当有立柱的长细比或宽厚比不满足《钢结构设计规范GB50017-2003》的要求时，则在该立柱和与该立柱邻近的立柱之间设置加强筋；
[0009]S4)获取对所述油枕支架施加的水平方向的模拟地震整体加速度，并获取对所述油枕施加的水平方向的模拟风荷载压力值，然后通过有限元计算软件分析计算得到每个所述固定螺栓所受到的拉力载荷值；
[0010]S5)获取所述固定螺栓的最小许用拉力载荷值，只要当所有所述固定螺栓中有一个所述固定螺栓的拉力载荷值小于所述最小许用拉力载荷值时，则按步骤Si中假设的油枕的设置方式将该油枕设置在所述油枕支架的顶部，然后在所述油枕的底部设置斜支撑杆，该斜支撑杆一端固定地安装在一个格构柱的靠近所述储油柜的一端，该斜支撑杆另一端固定地安装在另一个格构柱的靠近所述油枕支架的一端。
[0011]本发明上述的油枕支架改造方法中，所述风荷载参数包括基本风压值Wc1、地面粗糙程度、风荷载体型系数Us、以及风振系数β ζ ;所述步骤SI包括:
[0012]根据所述地面粗糙程度，按照《建筑结构荷载规范GB50009-2012》中风压高度变化系数与地面粗糙程度对应表，确定所述风压高度变化系数Uz ；
[0013]然后计算得到所述油枕支架所受到的风荷载值Wk:
[0014]HusIizW00
[0015]本发明上述的油枕支架改造方法中，所述地震信息包括振型组合方法、振型数目、场地类别、设计地震分组、特征周期、多遇地震影响系数最大值、罕遇地震影响系数最大值、周期折减系数、结构的阻尼比、斜交抗侧力构件方向的附加地震数；
[0016]所述步骤SI还包括:
[0017]确定是否考虑偶然偏心以及是否考虑双向地震扭转效应；
[0018]然后基于获取到的所述地震信息以及确定是否考虑偶然偏心以及是否考虑双向地震扭转效应的情况，根据《建筑抗震设计规范GB50011-2010》通过查找对应表格和计算的方法，得到地震荷载值。
[0019]本发明上述的油枕支架改造方法中，所述荷载组合根据《建筑结构荷载规范GB50009-2012》的规定进行选取。
[0020]本发明上述的油枕支架改造方法中,所述连接节点的内应力参数包括该连接节点的恒载值、活载值、以及该连接节点在地震荷载值和风载值作用下的内应力；
[0021]所述步骤SI还包括根据所述油枕支架的所有所述连接节点的内应力参数、以及所述油枕支架的所有所述立柱和所有所述支撑梁的尺寸，按照结构力学分析方法分析出所述油枕支架的所有所述立柱和所有所述支撑梁的受力情况；
[0022]所述步骤S2包括:根据所述油枕支架的所有所述立柱和所有所述支撑梁的受力情况，以及各立柱和各支撑梁的截面尺寸，根据《钢结构设计规范GB50017-2003》选取适当的模型和公式，验算所述油枕支架的所有所述立柱和所有所述支撑梁的截面尺寸是否满足《钢结构设计规范GB50017-2003》的要求。
[0023]本发明上述的油枕支架改造方法中，所述步骤S3还包括:
[0024]对所述油枕支架进行抗倾覆计算，判断该油枕支架是否会倾覆，若是，则增加所述地脚螺栓的数目和/或对所述油枕支架添加加强筋。
[0025]本发明上述的油枕支架改造方法中，所述对所述油枕支架进行抗倾覆计算包括:
[0026]计算所述油枕支架的倾覆力矩、抗倾覆力矩，并获取所述地脚螺栓的地脚螺栓实际数目，以及每个所述地脚螺栓的抗拉力设计值；
[0027]计算所述油枕支架不发生倾覆时所需要的地脚螺栓的地脚螺栓需用数目，当所述地脚螺栓需用数目大于所述地脚螺栓实际数目时，则判断该油枕支架会发生倾覆。
[0028]本发明还提供了一种油枕支架，该油枕支架通过上述任意一项所述的油枕支架改造方法改造而成。
[0029]本发明的油枕支架及其改造方法，通过对原油枕支架上设置支撑梁，以及对油枕底部、两格构柱之间设置斜支撑杆，使改造后的油枕支架可以满足油枕在结构力学上的要求，从而使原油枕支架满足安全需求，并且相比于为油枕重新构建油枕框架降低了成本。
【附图说明】
[0030]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0031]图1为一种现有的油枕支架的示意图；
[0032]图2为图1所示的油枕支架的一侧面的框架的示意图；
[0033]图3为在图2所示的框架上设置加强筋的示意图；
[0034]图4为图1所示的油枕支架的另一侧面的框架的示意图；
[0035]图5为在图4所示的框架上设置加强筋的示意图；
[0036]图6为假设在图1所示的油枕支架顶部设置油枕的示意图；
[0037]图7为在图6所示的油枕底部设置斜支撑杆的示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合附图1-7及具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0039]在将开放式油枕改造为胶囊密封式油枕时，油枕的尺寸与重量都与原油枕不同，这时需要对原油枕支架进行改造，以使改造后的新油枕支架能够稳定的固定新的油枕。
[0040]本实施例中，参照图1，油枕支架包括至少两层的油枕支架单元；油枕支架单元包括至少三根垂直地设置的立柱1，以及多根支撑梁2 ;该支撑梁2水平