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(jì)南 250200）

隨著國(guó)家規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)地不斷完善和對(duì)施工安全要求地不斷提高，電力建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)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(lái)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(duì)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(chǎng)存在的安全隱患而設(shè)計(jì)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(diǎn)和支撐點(diǎn)，根據(jù)水冷壁結(jié)構(gòu)的特殊性，為了減少對(duì)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(diǎn)，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(chǎng)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(gè)施工人員就可完成高空掛架安裝的工作。

掛架最后一個(gè)踏步兩側(cè)設(shè)置止擋環(huán)，用來(lái)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(shí)起導(dǎo)向作用，掛鉤上設(shè)置防脫銷，起到防脫保護(hù)作用，當(dāng)掛鉤出現(xiàn)破壞時(shí)，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(gè)和最后一個(gè)踏步外，其他踏步做成可拆卸的踏步，在不使用時(shí)將其拆除，方便各平臺(tái)之間人員走動(dòng)。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(qiáng)度345MPa，強(qiáng)度滿足要求。

圖2 掛架掛鉤有限元靜力分析應(yīng)力云圖

對(duì)掛架掛鉤施加沖擊載荷時(shí)，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(guò)屈服強(qiáng)度，不會(huì)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(guò)對(duì)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(qiáng)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(diǎn)

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(jìn)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(jìn)行拉力試驗(yàn)合格后方可使用。

4）在進(jìn)行掛架組裝時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查掛架的完整性與安全性；對(duì)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(shí)，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(yǔ)

本設(shè)計(jì)是對(duì)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(duì)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(lái)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(hù)措施，施工操作更加平穩(wěn)、安全。

3）承載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。

4）采用有限元優(yōu)化分析，掛架自重較輕，拆裝簡(jiǎn)便易行。