專利名稱：一種筒倉環(huán)向加固方法
技術領域：
本發(fā)明屬于筒倉結構領域，尤其涉及一種筒倉環(huán)向加固方法。
背景技術：
筒倉在工業(yè)領域有著大量的應用，其用于儲存生產(chǎn)過程中各種不同的儲料(如煤及水泥生、熟料等)，其中，鋼筋混凝土筒倉或預應力鋼筋混凝土筒倉以其較低的造價與良好的耐久性在工程實踐中應用最為廣泛，由于功能的需要，筒倉的直徑可達20m以上，高度可達60m以上，是工程領域非常重要的構筑物。鋼筋混凝土筒倉或預應力鋼筋混凝土筒倉在工作狀態(tài)下，其倉壁主要受側向壓力引起的環(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，這嚴重威脅著筒倉結構的安全性，同時，也嚴重影響了筒倉結構的耐久性。裂縫的產(chǎn)生可歸因為以下原因1)筒倉倉壁的環(huán)向鋼筋布置間距太小，構造不合理，甚至達到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量；幻環(huán)向鋼筋用量大，但為抗拉或裂縫寬度控制需要，實際工程中常常存在偷工減料問題，后期檢測發(fā)現(xiàn)，環(huán)向鋼筋間距常常遠遠大于設計值；幻抗裂計算考慮不足，倉內(nèi)散裝貯料的徑向壓力使倉壁產(chǎn)生環(huán)向拉應力，隨貯料深度的增加，環(huán)向拉應力逐漸增大，同時，許多筒倉常常儲存高溫儲料，高溫貯料使倉壁內(nèi)外兩側存在較大溫差，使其環(huán)向截面的內(nèi)側受壓、外側受拉，荷載應力與溫度應力疊加后， 倉壁環(huán)向截面外側存在較大拉應力，而溫度應力常常在設計中未考慮或考慮不足，這常常直接導致倉壁的開裂。針對倉壁由于抗拉能力不足的加固技術，一是普通鋼筋混凝土增大截面法，在原筒倉倉壁外側綁扎加固鋼筋，澆筑混凝土，該技術的不足之處為其為被動加固，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，滑模施工工藝復雜，高空作業(yè)難度大，造價高，且后澆筑混凝土易受拉開裂。二是普通體外預應力加固法，在原倉壁外側澆筑普通鋼筋混凝土，同時預留孔道，待混凝土達到其設計強度90%以上，施加體外預應力，該技術的不足之處為同樣面臨大量的高空混凝土澆筑難題，滑模施工復雜，混凝土養(yǎng)護周期長。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，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性能，涂抹聚合物砂漿代替混凝土澆筑在技術上具有可行性，然而，聚合物砂漿的成本高，價格是普通砂漿的數(shù)十倍之高，使得筒倉的加固造價頗高，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)加固中應用普通砂漿代替混凝土澆筑的一個關鍵技術問題。

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，對筒倉環(huán)向進行主動加固，通過施工工藝流程及構造的創(chuàng)新，消除加固材料的應力滯后，充分利用加固材料強度，減小工作狀態(tài)下砂漿粘結層的拉應力，解決粘結砂漿的抗裂問題，以經(jīng)濟性技術手段實現(xiàn)筒倉加固的良好效果及耐久性。本發(fā)明的技術方案為一種筒倉環(huán)向加固方法，通過在筒倉環(huán)向布置張拉預應力筋施加環(huán)向預壓應力，為消除加固材料的應力滯后，在張拉預應力筋之前，卸除筒倉的儲料；預應力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結層，為建立一定的預壓應力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結層的拉應力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲料；筒倉的倉壁植入聯(lián)結筋，并伸入砂漿粘結層內(nèi)，兩層砂漿粘結層之間設置增強網(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)向布置張拉預應力筋，預應力筋沿著筒倉高度分散布置，預應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)結筋，聯(lián)結筋呈分散梅花形均勻布置，聯(lián)結筋外露端設有180°彎鉤；7)裝載筒倉的儲料，使得倉壁處于加載受力狀態(tài)；8)涂抹第一層砂漿粘結層，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護；9)外掛增強網(wǎng)，增強網(wǎng)固定于聯(lián)結筋；10)涂抹第二層砂漿粘結層，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護。所述的增強網(wǎng)由經(jīng)向纖維和緯向纖維垂直交叉形成的網(wǎng)狀結構，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)明的技術方案中，在張拉預應力筋之前，卸除筒倉的儲料，使得倉壁處于空載不受力狀態(tài)，可消除預應力筋的應力滯后，提高預應力筋張拉的實際效果；而在涂抹砂漿粘結層之前，裝載筒倉的儲料，使得倉壁處于加載受力狀態(tài)，建立一定的環(huán)向拉應力，在此狀態(tài)下完成砂漿粘結層的涂抹及養(yǎng)護，卸除儲料時倉壁環(huán)向回縮，對砂漿粘結層建立一定的預壓應力，使得砂漿粘結層在實際工作中不出現(xiàn)拉應力或出現(xiàn)很小的拉應力，進而解決砂漿粘結層受拉開裂問題；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，兩層砂漿之間增強網(wǎng)的設置及砂漿摻入短纖維的技術措施，可進一步防止砂漿收縮開裂，保證結構的耐久性。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點相對于傳統(tǒng)澆注混凝土增大截面法及普通體外預應力加固法，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)，降低了施工的復雜程度；同時，砂漿粘結層相對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，消除了預應力筋的應力滯后，減小了砂漿粘結層在使用荷載下的拉應力， 甚至砂漿粘結層不出現(xiàn)拉應力，解決了砂漿粘結層的開裂問題，并通過設置增強網(wǎng)及摻入短纖維進一步防止砂漿的收縮裂縫，使得砂漿作為粘結填充材料代替混凝土具有現(xiàn)實的可行性，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)向張拉預應力筋示意圖；圖5是預應力筋示意圖；圖6是在待加固筒倉的倉壁打孔植入聯(lián)結筋示意圖；圖7是聯(lián)結筋構造示意圖；圖8是在待加固筒倉的外壁涂抹第一層砂漿粘結層；圖9是在待加固筒倉的倉壁外掛增強網(wǎng)示意圖；圖10是增強網(wǎng)的結構構造示意圖；圖11是在待加固筒倉外壁涂抹第二層砂漿粘結層；圖12是加固筒倉完成后倉壁構造A-A剖面示意圖。在附圖1 附圖12中，1為倉壁；2為儲料；3為錨固墩，31為錨固筋；4為預應力筋；5為聯(lián)結筋；6為第一層砂漿粘結層；7為增強網(wǎng)；8為第二層砂漿粘結層；71為增強網(wǎng)經(jīng)向纖維；72為增強網(wǎng)緯向纖維。
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照

本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明提供一種筒倉環(huán)向加固方法，通過在筒倉環(huán)向布置張拉預應力筋施加環(huán)向預壓應力，為消除加固材料的應力滯后，在張拉預應力筋之前，卸除筒倉的儲料；預應力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結層，為建立一定的預壓應力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結層的拉應力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲料；筒倉的倉壁植入聯(lián)結筋，并伸入砂漿粘結層內(nèi)，兩層砂漿粘結層之間設置增強網(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)向個數(shù)視筒倉環(huán)向周長而定，其混凝
土強度應大于原倉壁混凝土強度；3)卸除筒倉的儲料2，使得倉壁1處于空載不受力狀態(tài)；4)在筒倉環(huán)向布置張拉預應力筋4，預應力筋4沿著筒倉高度分散布置，間距宜為 80 400mm，預應力筋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)結筋5，聯(lián)結筋5直徑為5 12mm，聯(lián)結筋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，且外露端設有180°彎鉤；
7)裝載筒倉的儲料2，使得倉壁1處于加載受力狀態(tài)，裝載宜達到筒倉滿載的90 % 以上；8)涂抹第一層砂漿粘結層6，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護；9)外掛增強網(wǎng)7，增強網(wǎng)7固定于聯(lián)結筋5 ；10)涂抹第二層砂漿粘結層8，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護。所述的增強網(wǎng)7由經(jīng)向纖維71和緯向纖維72垂直交叉形成的網(wǎng)狀結構，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、直徑細的網(wǎng)狀結構，其作用是承受砂漿粘結層的收縮應力，防止砂漿的收縮開裂。所述的砂漿粘結層摻入短纖維，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層的局部收縮應力，防止砂漿的局部收縮開裂。
權利要求
1.一種筒倉環(huán)向加固方法，通過在筒倉環(huán)向布置張拉預應力筋施加環(huán)向預壓應力，為消除加固材料的應力滯后，在張拉預應力筋之前，卸除筒倉的儲料；預應力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結層，為建立一定的預壓應力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結層的拉應力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲料；筒倉的倉壁植入聯(lián)結筋，并伸入砂漿粘結層內(nèi)，兩層砂漿粘結層之間設置增強網(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)向布置張拉預應力筋G)，預應力筋(4)沿著筒倉高度分散布置，預應力筋 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)結筋(5)，聯(lián)結筋( 呈分散梅花形均勻布置，聯(lián)結筋 (5)外露端設有180°彎鉤；7)裝載筒倉的儲料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層(6)，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護；9)外掛增強網(wǎng)(7)，增強網(wǎng)(7)固定于聯(lián)結筋(5)；10)涂抹第二層砂漿粘結層(8)，并保持筒倉加載狀態(tài)澆水養(yǎng)護。
2.如權利要求1所述的一種筒倉環(huán)向加固方法，所述的增強網(wǎng)(7)由經(jīng)向纖維(71) 和緯向纖維(72)垂直交叉形成的網(wǎng)狀結構，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)向布置張拉預應力筋施加環(huán)向預壓應力，為消除加固材料的應力滯后，在張拉預應力筋之前，卸除筒倉的儲料；預應力筋張拉之后，分兩層涂抹砂漿粘結層，為建立一定的預壓應力，消除或減小工作狀態(tài)下砂漿粘結層的拉應力，涂抹砂漿之前裝載筒倉的儲料，筒倉的倉壁植入聯(lián)結筋，并伸入砂漿粘結層內(nèi)，兩層砂漿粘結層之間設置增強網(wǎng)。本發(fā)明通過施工工藝流程及構造的創(chuàng)新，消除加固材料的應力滯后，充分利用加固材料強度，減小工作狀態(tài)下砂漿粘結層的拉應力，解決粘結砂漿的抗裂問題，以經(jīng)濟性技術手段實現(xiàn)筒倉加固的良好效果及耐久性。相對于傳統(tǒng)澆注混凝土增大截面法及普通體外預應力加固法，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)，降低了施工的復雜程度，施工簡單，節(jié)省工期，具有顯著的經(jīng)濟效益。
文檔編號E04C5/07GK102418424SQ20111028998
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權日2011年9月28日
發(fā)明者魏洋 申請人:南京林業(yè)大學