專利名稱：一種鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，適用于煙囪、水塔等曲面預應力的加固，屬于建構筑物結構改造加固的技術領域。
背景技術：
按照《煙囪設計規(guī)范》GB50051-2002或以前設計的鋼筋混凝土煙囪只對安全等級為一級的煙囪要求必須在內(nèi)側配置鋼筋，有些在內(nèi)側沒有配置鋼筋的煙囪的安全性不能滿足，也不符合新的《煙囪設計規(guī)范》GB50051-2012的要求。隨著國家對環(huán)保要求的提高，大部分煙 都要進行脫硫、脫硝的技術改造，從檢測鑒定的大量實例看，煙 內(nèi)側腐蝕嚴重， 改造后受力特征發(fā)生改變，正常使用狀態(tài)下的內(nèi)筒壁溫度降低，在夏季太陽直曬的情況下，內(nèi)筒壁發(fā)生溫度開裂的可能性大大增加，因此，根據(jù)受力特征及設計要求，需要對煙囪筒壁內(nèi)側進行加固。目前對煙囪筒壁內(nèi)側進行加固還存在以下問題I、現(xiàn)有的加固是采用直接加厚增配鋼筋的混凝土面層，施工量大，不能保證加固效果。普通鋼筋混凝土的防腐及耐熱性能也不能滿足煙囪高溫運行的要求。2、因為煙囪內(nèi)表面是曲面，普通做法鋼筋不能充分發(fā)揮作用，嚴重影響加固效果。3、煙囪受風力，地震、溫度等內(nèi)外部作用，煙囪的應力狀態(tài)需要實時掌握，利用改造的契機，將傳感器埋置于煙囪受力部位，解決了這一問題。在役的很多既有鋼筋混凝土單筒煙囪在筒壁內(nèi)側沒有配筋，影響了煙囪的安全性，也不符合新的《煙囪設計規(guī)范》(GB50051-2012)的要求，隨著煙囪脫硫、脫硝工藝的實施，對煙 筒壁的要求也越來越高。根據(jù)脫硫煙 鑒定的實際經(jīng)驗，筒壁內(nèi)側腐蝕破壞情況比較嚴重，需要進行加固，但對于內(nèi)筒壁，沒有簡易可行的有效加固方案和實用裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構。利用高強鋼絞線網(wǎng)一耐熱灌漿料組成的內(nèi)襯修復層裝置，施加預應力保證加固效果，預應力的大小通過智能傳感器測定，耐熱混凝土灌漿料保證了煙 的強度及耐熱性能，預埋的應力傳感器，可以長期實時遙測監(jiān)控煙囪的應力狀態(tài)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，由粘結層和內(nèi)襯修復層構成。所述的內(nèi)襯修復層包括鋼絞線網(wǎng)、耐熱灌漿料和監(jiān)測裝置，所述的鋼絞線網(wǎng)設于所述的耐熱灌漿料形成的面層中，所述的監(jiān)測裝置安裝在鋼絞線網(wǎng)上或鋼絞線網(wǎng)之間；所述的粘結層由界面劑構成。所述的鋼絞線網(wǎng)包括環(huán)向鋼絞線和豎向鋼絞線，由鋼絞線固定在固定卡具上形成。[0013]所述的固定卡具為機械錨栓或者化學植筋，所述的固定卡具的一端設置有彎鉤。所述的環(huán)向鋼絞線為上、下層的雙層結構，上層鋼絞線與下層鋼絞線的固定卡具緊鄰安裝，兩者的彎鉤方向相對，鋼絞線繃緊后用固定鎖鎖定。上層鋼絞線與下層鋼絞線之間安裝橫向連接繩，環(huán)向鋼絞線的邊長小于lm。所述的橫向連接繩的兩端設有彎鉤，端部彎鉤為螺桿組裝式結構，安裝方便。所述的監(jiān)測裝置為應力傳感器和應變傳感器，所述的應力傳感器安裝在鋼絞線網(wǎng)(鋼絞線)上，應變傳感器安裝于鋼絞線網(wǎng)之間(噴涂面層區(qū)域內(nèi))，上述傳感器將用于后期的安全監(jiān)測。傳感器的位置根據(jù)實際受力情況分析應布置在受力關鍵位置，鋼絞線應力傳感 器的數(shù)量原則上不應少于每層鋼絞線段數(shù)的三分之一，噴涂面層材料應變傳感器的數(shù)量每層不應少于四個。為完整監(jiān)測噴涂面層材料的應變和受力情況，在鋼絞線網(wǎng)之間(噴涂面層區(qū)域內(nèi))的每個布設位置設置兩只應變傳感器，所述的兩只應變傳感器呈90度垂直布置。所述的耐熱灌漿料為高強耐火材料、聚合物砂漿、普通高強灌漿料、普通混凝土等。界面劑可為VAE (醋酸乙烯-乙烯共聚乳液)乳液型界面劑、丙烯酸乳液型界面劑等。本實用新型的優(yōu)點I、利用高強鋼絞線網(wǎng)一耐熱灌漿料組成內(nèi)襯修復層，施加預應力保證加固效果，預應力的大小通過智能傳感器測定，耐熱混凝土灌漿料保證了所加固煙 的強度及耐熱性倉泛。2、該加固結構在煙囪內(nèi)筒壁分層分段設置，易于搭接，靈活方便。3、所采用的耐熱混凝土灌漿料，高強耐熱，在400° C以下受熱后強度仍能達到C35。4、預埋的應力傳感器，可以長期實時遙控監(jiān)測煙囪的應力狀態(tài)，及時防止煙囪內(nèi)部結構的開裂與腐蝕破壞。本實用新型利用高強鋼絞線網(wǎng)一耐熱灌漿料組成內(nèi)襯修復層，施加預應力保證加固效果，預應力的大小通過智能傳感器測定，耐熱混凝土灌漿料保證了煙 的強度及耐熱性能，預埋的應力傳感器，可以長期實時遙控監(jiān)測煙囪的應力狀態(tài)，及時防止煙囪內(nèi)部結構的開裂與腐蝕破壞。中國國內(nèi)目前有上千座煙囪需要加固改造，本實用新型技術的應用前景廣泛，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

圖I為本實用新型的復合加固結構的平面布置圖。圖I’為固定卡具的示意圖。圖2為雙層環(huán)向鋼絞線的示意圖。圖3為傳感器垂直布置示意圖。圖4為傳感器系統(tǒng)集成不意圖。主要附圖標記固定卡具I橫向連接繩6鋼絞線網(wǎng)2四芯電纜7筒壁3接線盒8上層環(huán)向鋼絞線4多芯電纜9[0035]下層環(huán)向鋼絞線5集線箱10具體實施方式
下面結合具體實例，進一步闡述本實用新型。在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所要求保護的范圍。本實用新型的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，由粘結層和內(nèi)襯修復層構成。內(nèi)襯修復層包括鋼絞線網(wǎng)2、耐熱灌漿料和監(jiān)測裝置，鋼絞線網(wǎng)2設于耐熱灌漿料形成的面層中，監(jiān)測裝置安裝在鋼絞線網(wǎng)2上或鋼絞線網(wǎng)2之間。鋼絞線網(wǎng)2包括環(huán)向鋼絞線和豎向鋼絞線，由鋼絞線固定在固定卡具I上形成。固定卡具I為機械錨栓或者化學植筋，固定卡具I的一端設置有彎鉤，如圖I’所示。環(huán)向鋼絞線為上、下層的雙層結構，上層鋼絞線4與下層鋼絞線5的固定卡具I緊 鄰安裝，兩者的彎鉤方向相對，鋼絞線繃緊后用固定鎖鎖定。如圖2所示，上層鋼絞線4與下層鋼絞線5之間安裝橫向連接繩6，環(huán)向鋼絞線的邊長小于lm。橫向連接繩6的兩端設有彎鉤，端部彎鉤為螺桿組裝式結構，安裝方便。監(jiān)測裝置為應力傳感器和應變傳感器，傳感器系統(tǒng)集成示意圖如圖4所。應力傳感器安裝在鋼絞線網(wǎng)2 (鋼絞線)上，應變傳感器安裝于鋼絞線網(wǎng)2之間(噴涂面層區(qū)域內(nèi))，上述傳感器將用于后期的安全監(jiān)測。傳感器的位置根據(jù)實際受力情況分析應布置在受力關鍵位置，鋼絞線應力傳感器的數(shù)量原則上不應少于每層鋼絞線段數(shù)的三分之一，噴涂面層材料應變傳感器的數(shù)量每層不應少于四個。如圖3所示，為完整監(jiān)測噴涂面層材料的應變和受力情況，在鋼絞線網(wǎng)2之間(噴涂面層區(qū)域內(nèi))的每個布設位置設置兩只應變傳感器，所述的兩只應變傳感器呈90度垂直布置。耐熱灌漿料為高強耐火材料、聚合物砂漿、普通高強灌漿料、普通混凝土等。粘結層由界面劑構成，界面劑可為VAE (醋酸乙烯-乙烯共聚乳液)乳液型界面劑、丙烯酸乳液型界面劑等。該技術可以根據(jù)設計的要求，配置相應的預應力鋼絞線，其規(guī)格以及預應力的大小可以調(diào)節(jié)。不同部位可以采用不同參數(shù)?；炷敛牧峡梢圆捎酶邚娔突鸩牧?，也可以采用聚合物砂漿，普通高強灌漿料，普通混凝土等。其具體的安裝可參照下列步驟。I、煙囪結構安全鑒定在既有煙囪進行加固改造之前，必須進行結構安全鑒定，全面了解煙囪的結構現(xiàn)狀，指導后續(xù)加固工作。2、混凝土基面處理加固前首先將表面疏松混凝土徹底鑿除，用高壓水清洗筒壁內(nèi)表面，避免因灰塵存在而降低面層的粘結力。3、固定環(huán)向鋼絞線并進行張拉控制鋼絞線強度高，但由于直徑小，如果不進行張拉，很難控制施工質(zhì)量。目前，最常用的張拉都是平面張拉或者外表面凸面張拉，用于煙囪內(nèi)筒壁的凹面張拉尚沒有簡易實用的方法。首先根據(jù)內(nèi)筒壁直徑大小確定環(huán)向固定點的數(shù)量，為減少面層噴涂量，環(huán)向鋼絞線的邊長以小于Im為宜，先在筒壁上安裝固定卡具，卡具可采用機械錨栓或者化學植筋?？ň甙惭b完畢后可安裝鋼絞線，上下層相鄰鋼絞線的卡具彎鉤方向相對，鋼絞線繃緊后用固定鎖鎖死。平面布置如圖I所示。環(huán)向鋼絞線安裝完畢后，可開始張拉，張拉采用橫向張拉的方式。將上下相鄰的兩層鋼絞線橫向拉伸。拉伸到設計距離后，安裝橫向連接繩，如圖2所示。橫向連接繩兩端設有彎鉤，安裝方便，卡具的彎鉤設計可保證鋼絞線拉力均勻。一旦鋼絞線的直線長度LI，橫向間距L2確定以后，可以通過張拉力要求計算出L3。橫向連接繩根據(jù)常用環(huán)向鋼絞線間距可工廠定型制作，端部彎鉤為螺桿組裝式結構，靠螺桿長度調(diào)節(jié)L3的大小，現(xiàn)場直接組裝，減少現(xiàn)場張拉設備，且可保證張拉質(zhì)量。4、傳感器與監(jiān)測裝置。鋼絞線張拉之前，需在鋼絞線上安裝應力傳感器，同時在噴涂面層區(qū)域內(nèi)設置應 變傳感器，上述傳感器將用于后期的安全監(jiān)測。傳感器的位置根據(jù)實際受力情況分析應布置在受力關鍵位置，鋼絞線應力傳感器的數(shù)量原則上不應少于每層鋼絞線段數(shù)的三分之一，噴涂面層材料應變傳感器的數(shù)量每層不應少于四個。為完整監(jiān)測噴涂面層材料的應變和受力情況，在噴涂材料內(nèi)的每個布設位置應設置兩只傳感器呈90度垂直布置，如圖3。傳感器布設完畢后，將數(shù)據(jù)傳輸電纜匯總由煙囪內(nèi)壁引出至預設的接線箱位置，接線箱內(nèi)部設置自動數(shù)采和數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)(需要提供電源)，也可以采用人工讀數(shù)的方式(要求接線箱靠近地面)。傳感器系統(tǒng)集成示意圖如圖4。傳感器類型可以采用振弦式或者光纖式，兩種傳感器在布設位置和數(shù)量上沒有區(qū)別，僅有的區(qū)別是數(shù)采設備不同。5、固定豎向鋼絞線并進行張拉控制豎向鋼絞線的張拉與普通預應力張拉類似，首先在擬加固區(qū)域劃分施工段，然后在每個施工段的上下邊緣安裝固定卡具。然后使用改裝后的拉拔裝置張拉到設計應力后，固定在卡具上。鋼絞線端部設有連接螺桿，可采用螺栓緊固到卡具上。6、噴涂面層環(huán)向和豎向鋼絞線張拉完畢后，可以涂刷界面劑，然后噴涂面層。面層根據(jù)具體使用環(huán)境的不同，可以采用高強耐火材料，也可以采用聚合物砂漿，普通高強灌漿料，普通混凝土等。界面劑是一種膠粘劑，一般都是由醋酸乙烯-乙烯制成，如VAE (醋酸乙烯-乙烯共聚乳液)乳液型界面劑、丙烯酸乳液型界面劑，具有超強的粘接力。7、日常監(jiān)測由于在鋼絞線上安裝了測力裝置，可以在預應力張拉階段就開始進行結構受力監(jiān)測，為預應力張拉施工提供數(shù)據(jù)支持，在加固工作完成后，還可以繼續(xù)實時遙控監(jiān)測加固后的內(nèi)筒壁受力狀態(tài)，一旦發(fā)生開裂或者腐蝕破壞，其鋼絞線和噴涂加固材料的應力會隨之發(fā)生變化，可以通過監(jiān)測結果的實時變化，指導整個使用過程中的維修改造計劃，使煙囪筒壁的安全處于可控的狀態(tài)。
權利要求1.一種鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于其由粘結層和內(nèi)襯修復層構成。
2.根據(jù)權利要求I所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于所述的內(nèi)襯修復層包括鋼絞線網(wǎng)、耐熱灌漿料和監(jiān)測裝置，所述的鋼絞線網(wǎng)設于所述的耐熱灌漿料形成的面層中，監(jiān)測裝置安裝在鋼絞線網(wǎng)上或鋼絞線網(wǎng)之間；所述的粘結層由界面劑構成。
3.根據(jù)權利要求2所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于所述的鋼絞線網(wǎng)包括環(huán)向鋼絞線和豎向鋼絞線，由鋼絞線固定在固定卡具上形成。
4.根據(jù)權利要求3所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在 于所述的固定卡具為機械錨栓或者化學植筋，所述的固定卡具的一端設置有彎鉤。
5.根據(jù)權利要求3所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于所述的環(huán)向鋼絞線為雙層結構，上層鋼絞線與下層鋼絞線的固定卡具緊鄰安裝，兩者的彎鉤方向相對，用固定鎖鎖定。
6.根據(jù)權利要求5所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于所述的上層鋼絞線與下層鋼絞線之間安裝橫向連接繩，環(huán)向鋼絞線的邊長小于Im ;所述的橫向連接繩的兩端設有彎鉤，端部彎鉤為螺桿組裝式結構。
7.根據(jù)權利要求2所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于所述的監(jiān)測裝置為應力傳感器和應變傳感器，所述的應力傳感器安裝在鋼絞線網(wǎng)上，應變傳感器安裝于鋼絞線網(wǎng)之間。
8.根據(jù)權利要求7所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于所述的應力傳感器的數(shù)量不少于每層鋼絞線段數(shù)的三分之一，所述的應變傳感器的數(shù)量每層不少于四個。
9.根據(jù)權利要求8所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于在鋼絞線網(wǎng)之間的每個布設位置設置兩只應變傳感器，所述的兩只應變傳感器呈90度垂直布置。
10.根據(jù)權利要求2所述的鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，其特征在于所述的耐熱灌漿料為高強耐火材料、聚合物砂漿、高強灌漿料或混凝土。
專利摘要本實用新型涉及一種鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構，屬于建構筑物結構改造加固的技術領域。該鋼筋混凝土單筒煙囪內(nèi)筒壁預應力復合加固結構由粘結層和內(nèi)襯修復層構成。內(nèi)襯修復層包括鋼絞線網(wǎng)、耐熱灌漿料和監(jiān)測裝置，鋼絞線網(wǎng)設于耐熱灌漿料形成的面層中，監(jiān)測裝置安裝在鋼絞線網(wǎng)上或鋼絞線網(wǎng)之間；粘結層由界面劑構成。本實用新型利用高強鋼絞線網(wǎng)－耐熱灌漿料組成內(nèi)襯修復層，施加預應力保證加固效果，預應力的大小通過智能傳感器測定，耐熱混凝土灌漿料保證了所加固煙囪的強度及耐熱性能；該加固結構在煙囪內(nèi)筒壁分層分段設置，易于搭接，靈活方便。
文檔編號E04H12/28GK202767611SQ201220321309
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權日2012年7月4日
發(fā)明者李曉東, 孫雨, 李永錄, 呂俊江, 袁瀚, 張文革, 朱麗華, 席向東 申請人:中冶建筑研究總院有限公司