CN109881932A - 装配式混凝土冷却塔及建造方法 - Google Patents

Abstract

装配式混凝土冷却塔及建造方法，传统的施工方法是倒模施工法或爬模施工法，都需要在高空完成，高空施工难度系数高，所以施工周期都相对较长。本发明包括：基础（1），基础上部连接塔壁（2），所述的塔壁上部连接顶箍（3），塔壁采用装配式结构，装配式结构的受力构件包括水平砼梁（4）和与水平砼梁连接的双曲线砼柱（41），双曲线砼柱为双曲体母线形状的自下而上的现浇砼柱，一组预制板（5）随着现浇砼柱高度的上升，顺次镶嵌在受力构件中，最终形成冷却塔壳体；在基础和预制板（5）之间现浇有水平底梁（42），在预制板之间的横向连接位置现浇有双曲线砼柱（41），在下层预制板和上层预制板之间高度方向连接位置现浇有水平砼梁（4）。

Description

装配式混凝土冷却塔及建造方法

技术领域：

本发明涉及一种冷却塔，特别是一种通过装配式结构建造的双曲线冷却塔，及其建造方法。

背景技术：

冷却塔传统的施工方法是倒模施工法或爬模施工法，以上两种施工方法主要工作都需要在高空完成，由于直径和高度都比较大，高空施工难度系数高，所以施工周期都相对较长。高空作业存在危险性，必须要求有从业资格及丰富高空作业经验的人员，这样相对高端的施工队伍在短时间内难以组建，人工成本也会相应提高。本发明的装配式结构旨在改善冷却塔长期以来的施工难工期长的落后状况。

发明内容：

本发明的目的是提供一种装配式结构的钢筋混凝土冷却塔，及其建造方法。

混凝土冷却塔壳体，其组成包括：基础，所述的基础上部连接塔壁，所述的塔壁上部连接顶箍，所述的塔壁采用装配式结构，所述的装配式结构的受力构件包括水平砼梁和与所述的水平砼梁连接的双曲线砼柱，所述的双曲线砼柱为双曲体母线形状的自下而上的现浇砼柱，一组预制板随着现浇砼柱高度的上升，顺次镶嵌在所述的受力构件中，最终形成冷却塔壳体；在所述的基础和所述的预制板之间现浇有所述的水平底梁，在所述的预制板之间的横向连接位置现浇有所述的双曲线砼柱，在下层所述的预制板和上层所述的预制板之间高度方向连接位置现浇有所述的水平砼梁。

所述的混凝土冷却塔壳体，所述的预制板连接位置具有安装协助机构，所述的安装协助机构是在所述的预制板边沿分别装有抗剪连接板和/或沉头钢板，相邻预制板的抗剪连接板之间焊接或者螺纹连接件连接；或者两侧的所述的预制板的沉头钢板通过抗剪连接板连接；

或者在所述的预制板边沿分别装有沉头钢板或抗剪连接管，一侧所述的预制板沉头钢板和另一侧所述的预制板的抗剪连接管连接。

所述的浇灌通道之间的水平间距为200-800mm；所述的浇灌通道上部具有浇筑盖板，所述的浇筑盖板距所述的弧形预制板上沿30-80mm，所述的弧形预制板下部具有浇筑时混凝土过浆的通道，所述的过浆的通道高25-75mm。

所述的混凝土冷却塔壳体，所述的浇灌通道为减重保温腔，所述的减重保温腔断面形状为多边形、圆形、椭圆形，或不规则的截面，混凝土浇入所述的减重保温腔，在端头形成插入所述减重保温腔的“非”字形结构。

所述的混凝土冷却塔壳体，所述的塔壁内侧具有隔热层，所述的隔热层为在所述的预制板内侧的固化耐热混凝土。

所述的混凝土冷却塔壳体，所述的预制板具有外挂结构的连接预留孔，所述的钢筋骨架中所述的弧形圆周向钢筋和所述的纵向钢筋构成钢筋网，所述的圆周向钢筋间距为120-350mm，所述的纵向钢筋间距180-400mm，采用公称直径8-20mm螺纹钢筋，所述的预制板厚度为100-800毫米，安装在下部的所述的预制板厚度大于安装在上部的所述的预制板厚度。

所述的混凝土冷却塔壳体，位于外侧的所述的预制板附加保温层，所述的预制板至少两边具有凸凹齿。

所述的混凝土冷却塔壳体的建造方法，其组成包括：制作基础，制作预制板，预制成型达到强度；

以双曲线作为母线的旋转体形成冷却塔壳体的表面形状，所述的预制板为曲面板，其曲面形状符合形成双曲线冷却塔壳体表面的要求；在所述的基础的环梁上确定底层壁板的安装位置，吊装底层所述的预制板并通过抗剪连接件固定；通过钢结构连接件连接两侧预制板，在钢筋笼中固定贯穿钢筋，校准双曲线曲面，现浇钢筋笼将两侧的预制板固定，浇筑形成宏观的双曲线柱的一部分，由此将预制板连接成底层壁板；

施工应及时调整，保证双曲线的形状没有偏差，二层壁板的装配线位置吊装或者自举二层壁板，参照上款方式固定二层壁板；

如此装配二层以上壁板，直到设计高度；

伴随筒壁预制板高度叠加，根据施工情况，进行浇筑，浇筑随着壳体的升高进行，同步浇筑竖向钢筋笼，横向钢筋笼采用2层推浪浇筑，浪长2-3米；

现浇采用商混，同一施工段的混凝土现浇要联续进行；

浇筑下层预制板和上层预制板结合部的横向施工缝、

在结合部中浇筑混凝土后，形成上下贯通砼柱和水平砼梁，最终形成纵横连接的环形砼网受力结构；现浇制作钢筋混凝土顶箍。

有益效果：

1. 冷却塔传统的倒模施工法和爬模施工法施工设备成本较高，施工准备期长，必须等待基础达到硬化强度之后才可进行下一步工作。本发明为装配式混凝土冷却塔，在基础施工的同时可制作预制板，基础和部分预制板达到强度要求后可开始底层壁板的安装，安装的同时可继续制作预制板，无任何等待期，既减少高空作业量，又降低施工难度，缩短整体工期，节约成本。

混凝土冷却塔塔壁采用装配式结构，塔壁上部连接顶箍，可抵抗冷却塔内部高热气体的膨胀力，使冷却塔顶部的结构更为坚固。

本发明的预制板连接位置具有安装协助机构，即预制板边沿分别装有沉头钢板或抗剪连接管，相邻预制板的沉头钢板和抗剪连接管连接，用于预制板安装时的固定，保证预制板在安装过程中不会因风力过大等外部因素而发生移位倾斜甚至坠落。

预制板中带有浇灌通道，浇灌通道上部具有浇筑盖板，防止浇筑前有施工杂物进入浇灌通道。浇灌通道也是减重保温腔，减重保温腔腔体内的空间不仅起到隔热的作用，还能减轻预制板的重量，便于吊装。

冷却塔塔壁跨度大直径长，对塔壁的强度要求较高，传统冷却塔一般是将整个塔壁做成同等厚度，耗用钢筋混凝土量巨大。本发明预制板是带有减重保温腔的中空结构，预制板之间通过抗剪连接件进行连接，并在连接处的钢筋笼中固定贯穿钢筋，现浇钢筋笼，这样的设计使冷却塔外壁在同等材料的条件下既增加了厚度，又保证了整体的强度。

冷却塔他塔壁内侧具有隔热层，即预制板内侧的固化耐热混凝土，防止水和空气的热量传导到混凝土塔壁降低混凝土强度。

本发明的预制板具有外挂结构的连接预留孔，可插入钢筋，安上工装夹具，作为检修工作台，免去脚手架的搭设。钢筋骨架中的弧形圆周向钢筋和纵向钢筋构成钢筋网，这种结构比传统的钢筋捆扎或焊接等方式更为简单快捷。

本发明的预制板厚度为100-800毫米，最适合冷却塔结构的受力和抗风性能；安装在下部的预制板厚度大于安装在上部的预制板厚度，下层厚度大，使整体结构更为稳固，上层厚度小，可降低预制板重量，减轻吊装工作的难度。

本发明的预制板至少两边具有凸凹齿，可起到夹紧固定的作用。

附图说明：

附图1是冷却塔主体结构示意图；

附图2是附图1的a部放大示意图；

附图3是附图1的b部放大示意图（上下层板通过环形砼梁连接示意图）；

附图4是左右两侧预制板通过双曲线砼柱连接示意图；

附图5是预制板结构示意图；

附图6是附图5的俯视图；

附图7是附图5的A-A向剖面示意图；

附图8是带有上下伸出钢筋的预制板示意图；

附图9是附图8的俯视图；

附图10 是附图8的左视图；

附图11是安装协调机构示意图；

附图12是“非”字形结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

一种混凝土冷却塔壳体，其组成包括：基础1，所述的基础上部连接塔壁2，所述的塔壁上部连接顶箍3，所述的塔壁采用装配式结构，所述的装配式结构的受力构件包括水平砼梁4和与所述的水平砼梁连接的双曲线砼柱41，所述的双曲线砼柱为双曲体母线形状的自下而上的现浇砼柱，一组预制板5随着现浇砼柱高度的上升，顺次镶嵌在所述的受力构件中，最终形成冷却塔壳体；在所述的基础和所述的预制板5之间现浇有所述的水平底梁42，在所述的预制板之间的横向连接位置现浇有所述的双曲线砼柱41，在下层所述的预制板和上层所述的预制板之间高度方向连接位置现浇有所述的水平砼梁4。

实施例2：

实施例1所述的混凝土冷却塔壳体，所述的预制板连接位置具有安装协助机构，所述的安装协助机构是在所述的预制板边沿分别装有抗剪连接板6和/或沉头钢板61，相邻预制板的抗剪连接板之间焊接或者螺纹连接件连接；或者两侧的所述的预制板的沉头钢板通过抗剪连接板连接；

或者在所述的预制板边沿分别装有沉头钢板或抗剪连接管，一侧所述的预制板沉头钢板和另一侧所述的预制板的抗剪连接管连接。

实施例3

实施例1或2所述的混凝土冷却塔壳体，所述的预制板中带有浇灌通道7，竖向位置的所述的浇灌通道之间的水平间距为200-800mm；所述的浇灌通道上部具有浇筑盖板71，所述的浇筑盖板距所述的弧形预制板上沿30-80mm，所述的弧形预制板下部具有浇筑时混凝土过浆的通道72，所述的过浆的通道高25-75mm。

实施例4：

实施例1或2或3所述的混凝土冷却塔壳体，所述的浇灌通道为减重保温腔，所述的减重保温腔断面形状为多边形、圆形、椭圆形，或不规则的截面，混凝土浇入所述的减重保温腔，在端头形成插入所述减重保温腔的“非”字形结构。

实施例5：

实施例1或2或3 或4所述的混凝土冷却塔壳体，所述的塔壁内侧具有隔热层8，所述的隔热层为在所述的预制板内侧的固化耐热混凝土。

实施例6：

实施例1或2或3 或4或5所述的混凝土冷却塔壳体，所述的预制板具有外挂结构的连接预留孔，所述的钢筋骨架中所述的弧形圆周向钢筋和所述的纵向钢筋构成钢筋网，所述的圆周向钢筋间距为120-350mm，所述的纵向钢筋间距180-400mm，采用公称直径8-20mm螺纹钢筋，所述的预制板厚度为100-800毫米，安装在下部的所述的预制板厚度大于安装在上部的所述的预制板厚度。

实施例7

实施例1或2或3 或4或5或6所述的混凝土冷却塔壳体，位于外侧的所述的预制板附加保温层，所述的预制板至少两边具有凸凹齿。

实施例8：

实施例1-7之一所述的混凝土冷却塔壳体的建造方法，其组成包括：制作基础，制作预制板，预制成型达到强度；

以双曲线作为母线的旋转体形成冷却塔壳体的表面形状，所述的预制板为曲面板，其曲面形状符合形成双曲线冷却塔壳体表面的要求；在所述的基础的环梁上确定底层壁板的安装位置，吊装底层所述的预制板并通过抗剪连接件固定；通过钢结构连接件连接两侧预制板，在钢筋笼中固定贯穿钢筋，校准双曲线曲面，现浇钢筋笼将两侧的预制板固定，浇筑形成宏观的双曲线柱的一部分，由此将预制板连接成底层壁板；

施工应及时调整，保证双曲线的形状没有偏差，二层壁板的装配线位置吊装或者自举二层壁板，参照上款方式固定二层壁板；

如此装配二层以上壁板，直到设计高度；

伴随筒壁预制板高度叠加，根据施工情况，进行浇筑，浇筑随着壳体的升高进行，同步浇筑竖向钢筋笼，横向钢筋笼采用2层推浪浇筑，浪长2-3米；

现浇采用商混，同一施工段的混凝土现浇要联续进行；

浇筑下层预制板和上层预制板结合部的横向施工缝、

在结合部中浇筑混凝土后，形成上下贯通砼柱和水平砼梁，最终形成纵横连接的环形砼网受力结构；现浇制作钢筋混凝土顶箍。

Claims (8)

1.一种混凝土冷却塔壳体，其组成包括：基础，所述的基础上部连接塔壁，所述的塔壁上部连接顶箍，其特征是：所述的塔壁采用装配式结构，所述的装配式结构的受力构件包括水平砼梁和与所述的水平砼梁连接的双曲线砼柱，所述的双曲线砼柱为双曲体母线形状的自下而上的现浇砼柱，一组预制板随着现浇砼柱高度的上升，顺次镶嵌在所述的受力构件中，最终形成冷却塔壳体；在所述的基础和所述的预制板之间现浇有所述的水平底梁，在所述的预制板之间的横向连接位置现浇有所述的双曲线砼柱，在下层所述的预制板和上层所述的预制板之间高度方向连接位置现浇有所述的水平砼梁。

2.根据权利要求1所述的混凝土冷却塔壳体，其特征是：所述的预制板连接位置具有安装协助机构，所述的安装协助机构是在所述的预制板边沿分别装有抗剪连接板和/或沉头钢板，相邻预制板的抗剪连接板之间焊接或者螺纹连接件连接；或者两侧的所述的预制板的沉头钢板通过抗剪连接板连接；

或者在所述的预制板边沿分别装有沉头钢板或抗剪连接管，一侧所述的预制板沉头钢板和另一侧所述的预制板的抗剪连接管连接。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土冷却塔壳体，其特征是：所述的预制板中带有浇灌通道，竖向位置的所述的浇灌通道之间的水平间距为200-800mm；所述的浇灌通道上部具有浇筑盖板，所述的浇筑盖板距所述的弧形预制板上沿30-80mm，所述的弧形预制板下部具有浇筑时混凝土过浆的通道，所述的过浆的通道高25-75mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的混凝土冷却塔壳体，其特征是：所述的浇灌通道为减重保温腔，所述的减重保温腔断面形状为多边形、圆形、椭圆形，或不规则的截面，混凝土浇入所述的减重保温腔，在端头形成插入所述减重保温腔的“非”字形结构。

5.根据权利要求1或2或3 或4所述的混凝土冷却塔壳体，其特征是：所述的塔壁内侧具有隔热层，所述的隔热层为在所述的预制板内侧的固化耐热混凝土。

6.根据权利要求1或2或3 或4或5所述的混凝土冷却塔壳体，其特征是：所述的预制板具有外挂结构的连接预留孔，所述的钢筋骨架中所述的弧形圆周向钢筋和所述的纵向钢筋构成钢筋网，所述的圆周向钢筋间距为120-350mm，所述的纵向钢筋间距180-400mm，采用公称直径8-20mm螺纹钢筋，所述的预制板厚度为100-800毫米，安装在下部的所述的预制板厚度大于安装在上部的所述的预制板厚度。

7.根据权利要求1或2或3 或4或5或6所述的混凝土冷却塔壳体，其特征是：位于外侧的所述的预制板附加保温层，所述的预制板至少两边具有凸凹齿。

8.一种权利要求1-7之一所述的混凝土冷却塔壳体的建造方法，其组成包括：制作基础，制作预制板，预制成型达到强度；其特征是：

以双曲线作为母线的旋转体形成冷却塔壳体的表面形状，所述的预制板为曲面板，其曲面形状符合形成双曲线冷却塔壳体表面的要求；在所述的基础的环梁上确定底层壁板的安装位置，吊装底层所述的预制板并通过抗剪连接件固定；通过钢结构连接件连接两侧预制板，在钢筋笼中固定贯穿钢筋，校准双曲线曲面，现浇钢筋笼将两侧的预制板固定，浇筑形成宏观的双曲线柱的一部分，由此将预制板连接成底层壁板；

施工应及时调整，保证双曲线的形状没有偏差，二层壁板的装配线位置吊装或者自举二层壁板，参照上款方式固定二层壁板；

如此装配二层以上壁板，直到设计高度；

伴随筒壁预制板高度叠加，根据施工情况，进行浇筑，浇筑随着壳体的升高进行，同步浇筑竖向钢筋笼，横向钢筋笼采用2层推浪浇筑，浪长2-3米；

现浇采用商混，同一施工段的混凝土现浇要联续进行；

浇筑下层预制板和上层预制板结合部的横向施工缝、

在结合部中浇筑混凝土后，形成上下贯通砼柱和水平砼梁，最终形成纵横连接的环形砼网受力结构；现浇制作钢筋混凝土顶箍。