專利名稱：一種筒倉環(huán)向加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于筒倉結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種筒倉環(huán)向加固方法。
背景技術(shù)：
筒倉在工業(yè)領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用，其用于儲(chǔ)存生產(chǎn)過程中各種不同的儲(chǔ)料(如煤及水泥生、熟料等)，其中，鋼筋混凝土筒倉或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土筒倉以其較低的造價(jià)與良好的耐久性在工程實(shí)踐中應(yīng)用最為廣泛，由于功能的需要，筒倉的直徑可達(dá)20m以上，高度可達(dá)60m以上，是工程領(lǐng)域非常重要的構(gòu)筑物。鋼筋混凝土筒倉或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土筒倉在工作狀態(tài)下，其倉壁主要受側(cè)向壓力引起的環(huán)向拉力，因此，筒倉的鋼筋配置主要以環(huán)向鋼筋為主，環(huán)向鋼筋用量大，布置間距小。近年來發(fā)生數(shù)起筒倉垮塌事故，使用調(diào)查發(fā)現(xiàn)，筒倉在使用過程中倉壁出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象非常普遍，這嚴(yán)重威脅著筒倉結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)，也嚴(yán)重影響了筒倉結(jié)構(gòu)的耐久性。裂縫的產(chǎn)生可歸因?yàn)橐韵略?)筒倉倉壁的環(huán)向鋼筋布置間距太小，構(gòu)造不合理，甚至達(dá)到80mm以下，并沿著壁厚分多層布置，加上豎向鋼筋分布，鋼筋布置十分密集，滑模施工工期緊，高空作業(yè)，難以保證混凝土澆筑質(zhì)量；幻環(huán)向鋼筋用量大，但為抗拉或裂縫寬度控制需要，實(shí)際工程中常常存在偷工減料問題，后期檢測發(fā)現(xiàn)，環(huán)向鋼筋間距常常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值；幻抗裂計(jì)算考慮不足，倉內(nèi)散裝貯料的徑向壓力使倉壁產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力，隨貯料深度的增加，環(huán)向拉應(yīng)力逐漸增大，同時(shí)，許多筒倉常常儲(chǔ)存高溫儲(chǔ)料，高溫貯料使倉壁內(nèi)外兩側(cè)存在較大溫差，使其環(huán)向截面的內(nèi)側(cè)受壓、外側(cè)受拉，荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力疊加后， 倉壁環(huán)向截面外側(cè)存在較大拉應(yīng)力，而溫度應(yīng)力常常在設(shè)計(jì)中未考慮或考慮不足，這常常直接導(dǎo)致倉壁的開裂。針對(duì)倉壁由于抗拉能力不足的加固技術(shù)，一是普通鋼筋混凝土增大截面法，在原筒倉倉壁外側(cè)綁扎加固鋼筋，澆筑混凝土，該技術(shù)的不足之處為其為被動(dòng)加固，不能減小閉合原有裂縫，存在二次受力問題，混凝土澆筑厚度大，現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，滑模施工工藝復(fù)雜，高空作業(yè)難度大，造價(jià)高，且后澆筑混凝土易受拉開裂。二是普通體外預(yù)應(yīng)力加固法，在原倉壁外側(cè)澆筑普通鋼筋混凝土，同時(shí)預(yù)留孔道，待混凝土達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上，施加體外預(yù)應(yīng)力，該技術(shù)的不足之處為同樣面臨大量的高空混凝土澆筑難題，滑模施工復(fù)雜，混凝土養(yǎng)護(hù)周期長。為避免高空大量混凝土澆筑，涂抹砂漿代替混凝土澆筑無疑是一個(gè)很好的選擇，但是，普通砂漿抗拉能力弱，容易開裂，涂抹厚度較大時(shí)，收縮變形大，易產(chǎn)生收縮裂縫，聚合物砂漿具有較好的力學(xué)性能，涂抹聚合物砂漿代替混凝土澆筑在技術(shù)上具有可行性，然而，聚合物砂漿的成本高，價(jià)格是普通砂漿的數(shù)十倍之高，使得筒倉的加固造價(jià)頗高，因此，如何在筒倉加固中解決普通砂漿抗裂及裂縫控制問題是在筒倉環(huán)加固中應(yīng)用普通砂漿代替混凝土澆筑的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種筒倉環(huán)向加固方法，對(duì)筒倉環(huán)向進(jìn)行主動(dòng)加固，通過施工工藝流程及構(gòu)造的創(chuàng)新，消除加固材料的應(yīng)力滯后，充分利用加固材料強(qiáng)度，減小工作狀態(tài)下砂漿粘結(jié)層的拉應(yīng)力，解決粘結(jié)砂漿的抗裂問題，以經(jīng)濟(jì)性技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)筒倉加固的良好效果及耐久性。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種筒倉環(huán)向加固方法，通過在筒倉環(huán)向布置張拉預(yù)應(yīng)力筋施加環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，為消除加固材料的應(yīng)力滯后，在張拉預(yù)應(yīng)力筋之前，卸除筒倉的儲(chǔ)料；預(yù)應(yīng)力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結(jié)層，為建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結(jié)層的拉應(yīng)力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲(chǔ)料；筒倉的倉壁植入聯(lián)結(jié)筋，并伸入砂漿粘結(jié)層內(nèi)，兩層砂漿粘結(jié)層之間設(shè)置增強(qiáng)網(wǎng)；其特征在于其施工步驟如下1)在筒倉的倉壁打孔植入錨固筋；2)澆筑鋼筋混凝土錨固墩，錨固墩通過錨固筋與倉壁相連；3)卸除筒倉的儲(chǔ)料，使得倉壁處于空載不受力狀態(tài)；4)在筒倉環(huán)向布置張拉預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋沿著筒倉高度分散布置，預(yù)應(yīng)力筋的兩端錨固于錨固墩；5)將倉壁混凝土外表面鑿毛，清除浮塵；6)在筒倉的倉壁打孔植入聯(lián)結(jié)筋，聯(lián)結(jié)筋呈分散梅花形均勻布置，聯(lián)結(jié)筋外露端設(shè)有180°彎鉤；7)裝載筒倉的儲(chǔ)料，使得倉壁處于加載受力狀態(tài)；8)涂抹第一層砂漿粘結(jié)層，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護(hù)；9)外掛增強(qiáng)網(wǎng)，增強(qiáng)網(wǎng)固定于聯(lián)結(jié)筋；10)涂抹第二層砂漿粘結(jié)層，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護(hù)。所述的增強(qiáng)網(wǎng)由經(jīng)向纖維和緯向纖維垂直交叉形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其材料為鋼絲、 玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維中的一種或其中的幾種混雜而成。所述的砂漿粘結(jié)層摻入短纖維，短纖維采用鋼纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯纖維中的一種或其中的幾種。本發(fā)明的技術(shù)方案中，在張拉預(yù)應(yīng)力筋之前，卸除筒倉的儲(chǔ)料，使得倉壁處于空載不受力狀態(tài)，可消除預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力滯后，提高預(yù)應(yīng)力筋張拉的實(shí)際效果；而在涂抹砂漿粘結(jié)層之前，裝載筒倉的儲(chǔ)料，使得倉壁處于加載受力狀態(tài)，建立一定的環(huán)向拉應(yīng)力，在此狀態(tài)下完成砂漿粘結(jié)層的涂抹及養(yǎng)護(hù)，卸除儲(chǔ)料時(shí)倉壁環(huán)向回縮，對(duì)砂漿粘結(jié)層建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，使得砂漿粘結(jié)層在實(shí)際工作中不出現(xiàn)拉應(yīng)力或出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力，進(jìn)而解決砂漿粘結(jié)層受拉開裂問題；砂漿分兩層涂抹，可減小一次涂抹厚度過大的收縮變形，同時(shí)，兩層砂漿之間增強(qiáng)網(wǎng)的設(shè)置及砂漿摻入短纖維的技術(shù)措施，可進(jìn)一步防止砂漿收縮開裂，保證結(jié)構(gòu)的耐久性。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)相對(duì)于傳統(tǒng)澆注混凝土增大截面法及普通體外預(yù)應(yīng)力加固法，不需要高空制作模板或滑模施工，避免了高空混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，降低了施工的復(fù)雜程度；同時(shí)，砂漿粘結(jié)層相對(duì)于混凝土增大截面減少了加固層厚度，降低了混凝土和鋼筋的用量，消除了預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力滯后，減小了砂漿粘結(jié)層在使用荷載下的拉應(yīng)力， 甚至砂漿粘結(jié)層不出現(xiàn)拉應(yīng)力，解決了砂漿粘結(jié)層的開裂問題，并通過設(shè)置增強(qiáng)網(wǎng)及摻入短纖維進(jìn)一步防止砂漿的收縮裂縫，使得砂漿作為粘結(jié)填充材料代替混凝土具有現(xiàn)實(shí)的可行性，本發(fā)明施工簡單，節(jié)省工期，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是筒倉環(huán)向加固方法的工藝流程圖；圖2是待加固筒倉截面示意圖；圖3是在待加固筒倉倉壁打孔植入錨固筋、澆筑鋼筋混凝土錨固墩示意圖；圖4是在待加固筒倉環(huán)向張拉預(yù)應(yīng)力筋示意圖；圖5是預(yù)應(yīng)力筋示意圖；圖6是在待加固筒倉的倉壁打孔植入聯(lián)結(jié)筋示意圖；圖7是聯(lián)結(jié)筋構(gòu)造示意圖；圖8是在待加固筒倉的外壁涂抹第一層砂漿粘結(jié)層；圖9是在待加固筒倉的倉壁外掛增強(qiáng)網(wǎng)示意圖；圖10是增強(qiáng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖；圖11是在待加固筒倉外壁涂抹第二層砂漿粘結(jié)層；圖12是加固筒倉完成后倉壁構(gòu)造A-A剖面示意圖。在附圖1 附圖12中，1為倉壁；2為儲(chǔ)料；3為錨固墩，31為錨固筋；4為預(yù)應(yīng)力筋；5為聯(lián)結(jié)筋；6為第一層砂漿粘結(jié)層；7為增強(qiáng)網(wǎng)；8為第二層砂漿粘結(jié)層；71為增強(qiáng)網(wǎng)經(jīng)向纖維；72為增強(qiáng)網(wǎng)緯向纖維。
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明提供一種筒倉環(huán)向加固方法，通過在筒倉環(huán)向布置張拉預(yù)應(yīng)力筋施加環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，為消除加固材料的應(yīng)力滯后，在張拉預(yù)應(yīng)力筋之前，卸除筒倉的儲(chǔ)料；預(yù)應(yīng)力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結(jié)層，為建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結(jié)層的拉應(yīng)力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲(chǔ)料；筒倉的倉壁植入聯(lián)結(jié)筋，并伸入砂漿粘結(jié)層內(nèi)，兩層砂漿粘結(jié)層之間設(shè)置增強(qiáng)網(wǎng)。下面以一水泥筒倉加固為例，說明本發(fā)明方法的施工步驟1)在筒倉的倉壁1打孔植入錨固筋31，倉壁厚度450mm，錨固筋31采用直徑12 16mm的二級(jí)鋼筋，植入倉壁1深度300mm，外露長度200 300mm不等，外露端部齊平；2)澆筑鋼筋混凝土錨固墩3，錨固墩3通過錨固筋31與倉壁1相連，錨固墩3厚度200 300mm，寬度不小于600mm，錨固墩3沿筒倉環(huán)向個(gè)數(shù)視筒倉環(huán)向周長而定，其混凝
土強(qiáng)度應(yīng)大于原倉壁混凝土強(qiáng)度；3)卸除筒倉的儲(chǔ)料2，使得倉壁1處于空載不受力狀態(tài)；4)在筒倉環(huán)向布置張拉預(yù)應(yīng)力筋4，預(yù)應(yīng)力筋4沿著筒倉高度分散布置，間距宜為 80 400mm，預(yù)應(yīng)力筋4的兩端錨固于錨固墩3 ；5)將倉壁1混凝土外表面鑿毛，凸凹不小于5mm，清除浮塵；6)在筒倉的倉壁1打孔植入聯(lián)結(jié)筋5，聯(lián)結(jié)筋5直徑為5 12mm，聯(lián)結(jié)筋5呈分散梅花形均勻布置，植入深度5 10cm，外露長度5 10cm，外露長度不超過砂漿層厚度，且外露端設(shè)有180°彎鉤；
7)裝載筒倉的儲(chǔ)料2，使得倉壁1處于加載受力狀態(tài)，裝載宜達(dá)到筒倉滿載的90 % 以上；8)涂抹第一層砂漿粘結(jié)層6，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護(hù)；9)外掛增強(qiáng)網(wǎng)7，增強(qiáng)網(wǎng)7固定于聯(lián)結(jié)筋5 ；10)涂抹第二層砂漿粘結(jié)層8，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護(hù)。所述的增強(qiáng)網(wǎng)7由經(jīng)向纖維71和緯向纖維72垂直交叉形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其材料為鋼絲、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維中的一種或其中的幾種混雜而成，網(wǎng)格孔尺寸為5 200mm，經(jīng)向纖維71和緯向纖維72的截面可為圓形、正方形或長方形，截面積為1 100mm2，宜選用網(wǎng)格尺寸小、直徑細(xì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其作用是承受砂漿粘結(jié)層的收縮應(yīng)力，防止砂漿的收縮開裂。所述的砂漿粘結(jié)層摻入短纖維，短纖維采用鋼纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯纖維中的一種或其中的幾種，其摻入體積百分比 0. 1 0.9%，作用是承受砂漿粘結(jié)層的局部收縮應(yīng)力，防止砂漿的局部收縮開裂。
權(quán)利要求
1.一種筒倉環(huán)向加固方法，通過在筒倉環(huán)向布置張拉預(yù)應(yīng)力筋施加環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，為消除加固材料的應(yīng)力滯后，在張拉預(yù)應(yīng)力筋之前，卸除筒倉的儲(chǔ)料；預(yù)應(yīng)力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結(jié)層，為建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結(jié)層的拉應(yīng)力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲(chǔ)料；筒倉的倉壁植入聯(lián)結(jié)筋，并伸入砂漿粘結(jié)層內(nèi)，兩層砂漿粘結(jié)層之間設(shè)置增強(qiáng)網(wǎng)；其特征在于其施工步驟如下1)在筒倉的倉壁(1)打孔植入錨固筋(31)；2)澆筑鋼筋混凝土錨固墩(3)，錨固墩C3)通過錨固筋(31)與倉壁(1)相連；3)卸除筒倉的儲(chǔ)料O)，使得倉壁(1)處于空載不受力狀態(tài)；4)在筒倉環(huán)向布置張拉預(yù)應(yīng)力筋G)，預(yù)應(yīng)力筋(4)沿著筒倉高度分散布置，預(yù)應(yīng)力筋 ⑷的兩端錨固于錨固墩(3)；5)將倉壁(1)混凝土外表面鑿毛，清除浮塵；6)在筒倉的倉壁(1)打孔植入聯(lián)結(jié)筋(5)，聯(lián)結(jié)筋( 呈分散梅花形均勻布置，聯(lián)結(jié)筋 (5)外露端設(shè)有180°彎鉤；7)裝載筒倉的儲(chǔ)料O)，使得倉壁(1)處于加載受力狀態(tài)；8)涂抹第一層砂漿粘結(jié)層(6)，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護(hù)；9)外掛增強(qiáng)網(wǎng)(7)，增強(qiáng)網(wǎng)(7)固定于聯(lián)結(jié)筋(5)；10)涂抹第二層砂漿粘結(jié)層(8)，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護(hù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種筒倉環(huán)向加固方法，所述的增強(qiáng)網(wǎng)(7)由經(jīng)向纖維(71) 和緯向纖維(72)垂直交叉形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其材料為鋼絲、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維中的一種或其中的幾種混雜而成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種筒倉環(huán)向加固方法，所述的砂漿粘結(jié)層摻入短纖維，短纖維采用鋼纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯纖維中的一種或其中的幾種。
全文摘要
一種簡倉環(huán)向加固方法，通過在筒倉環(huán)向布置張拉預(yù)應(yīng)力筋施加環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，為消除加固材料的應(yīng)力滯后，在張拉預(yù)應(yīng)力筋之前，卸除筒倉的儲(chǔ)料；預(yù)應(yīng)力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結(jié)層，為建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結(jié)層的拉應(yīng)力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲(chǔ)料，筒倉的倉壁植入聯(lián)結(jié)筋，并伸入砂漿粘結(jié)層內(nèi)，兩層砂漿粘結(jié)層之間設(shè)置增強(qiáng)網(wǎng)。本發(fā)明通過施工工藝流程及構(gòu)造的創(chuàng)新，消除加固材料的應(yīng)力滯后，充分利用加固材料強(qiáng)度，減小工作狀態(tài)下砂漿粘結(jié)層的拉應(yīng)力，解決粘結(jié)砂漿的抗裂問題，以經(jīng)濟(jì)性技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)筒倉加固的良好效果及耐久性。相對(duì)于傳統(tǒng)澆注混凝土增大截面法及普通體外預(yù)應(yīng)力加固法，不需要高空制作模板或滑模施工，避免了高空混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，降低了施工的復(fù)雜程度，施工簡單，節(jié)省工期，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E04C5/07GK102418424SQ20111028998
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者魏洋 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)