CN111236684A - 一种混凝土连体筒仓加固结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土连体筒仓加固结构及方法，属于混凝土连体筒仓结构加固领域。本发明的混凝土连体筒仓加固结构包括预应力筋和锚具，连体筒仓包括多个筒仓，相邻筒仓的接触部上开设有孔，包括主孔和次孔，所述主孔为沿切线方向贯穿接触部的通孔，所述次孔分为两组，分别设置在主孔的两侧；每组次孔包括两个次孔，分别位于主孔的两端，且分别与主孔连通；所述预应力筋环绕在筒仓的外壁上，预应力筋的两端分别穿过接触部中位于该筒仓一侧的孔，被该预应力筋两端所在的接触部的主孔中的锚具张拉锚固。本发明不会破坏原结构，受力合理明确，加固耐久性得到有效保证，加固后筒仓的外表面无需砂浆或混凝土层，加固工期短、成本低，便于推广使用。

Description

一种混凝土连体筒仓加固结构及方法

技术领域

本发明涉及混凝土连体筒仓结构加固领域，尤其涉及一种混凝土连体筒仓加固结构及方法。

背景技术

混凝土连体筒仓结构在粮食、水泥、电力、冶金行业被广泛应用。因设计、施工缺陷或是使用不当常造成仓壁产生难以闭合的竖向裂缝而影响结构安全性和使用寿命。与单仓结构的不同点在于连体筒仓结构加固的难点在于其连体部位不能承担环向拉力而加固钢筋又难以穿越，所以传统的加固方法如加大仓壁截面、外侧缠绕碳纤维布加固，局部预应力等加固方法难以起到预定的加固作用。

比如，名为“一种圆形混凝土筒仓结构无支座预应力加固设备”的实用新型专利(专利申请号：201821287225.X，专利申请日：2018年8月9日)，该专利公开了一种圆形混凝土筒仓结构无支座预应力加固设备，包括预应力筋和锚具体系，预应力筋横向环绕在筒仓侧壁上，并通过锚具体系张拉锚固，但该实用新型是采用的是整体环绕的预应力筋，主要适用于单体混凝土筒仓。

又如，名为“采用浮动锚固体对圆形筒仓的体外预应力钢绞线加固结构”的发明专利申请(专利申请号：201711374141.X，专利申请日：2017年12月19日)，该专利公开了采用浮动锚固体对圆形筒仓的体外预应力钢绞线加固结构，在圆形仓筒上轴向均布有多组预应力钢绞线加固结构，每组预应力钢绞线加固结构包括浮动锚固体、锚具、钢绞线。该发明采用了分组的钢绞线，消耗的钢绞线材料较多，并且也只能适用于单体筒仓。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够解决结构连体部位的抗拉问题、对缺陷筒仓进行有效加固的装置及方法。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中不足，提供了一种混凝土连体筒仓加固结构，本发明方案通过设置于穿过筒仓连体部位的开孔中锚固的预应力筋张拉加固混凝土连体筒仓，耐久性高，结构可靠，加固效果好。

更进一步地，本发明还提供了一种混凝土连体筒仓结构加固方法，通过在筒仓连体部位开孔后在筒仓的外侧放置预应力筋，并按照筒仓结构受力机理，通过合理的施工流程保证结构安全性、耐久性，工期短、成本低。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种混凝土连体筒仓加固结构，包括预应力筋和锚具，所述连体筒仓包括多个筒仓，其特征在于：相邻筒仓的接触部上开设有孔，包括主孔和次孔，所述主孔为沿切线方向贯穿接触部的通孔，所述次孔分为两组，分别设置在主孔的两侧；每组次孔包括两个次孔，分别位于所述主孔的两端，且分别与所述主孔连通；所述预应力筋环绕在筒仓的外壁上，所述预应力筋的两端分别穿过所述接触部中位于该筒仓一侧的孔，被该预应力筋两端所在的接触部的主孔中的锚具张拉锚固。通过在相邻筒仓的接触部上开设主孔和次孔，供预应力筋穿过以及通过锚具张拉后锚固预应力筋，结构耐久性得到有效保证。加固后筒仓的外表面无需涂抹砂浆或混凝土层，加固工期短、成本低，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

作为本发明更进一步的改进，所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的N个筒仓都具有接触部，即，具有N个接触部，N等于2、3或4；所述预应力筋环绕该筒仓的外壁上，其两端分别穿过N个接触部处的孔，最终被其两端所在位置处的接触部中的锚具张拉锚固。本发明将一根预应力筋从多个接触部的孔中穿过，并最终用锚具固定，预应力筋的两端可以用一个接触部中的锚具固定，也可以由两个不同的接触部孔中的锚具固定。

作为本发明更进一步的改进，所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的N个筒仓都具有接触部，即，具有N个接触部，N等于2、3或4；所述预应力筋分割为首尾不连的N段，该筒仓被N个接触部分成N个部分，每个部分的外壁上绕有一段预应力筋，该段预应力筋的端部分别穿过其两端的接触部处的孔，并分别被该两个接触部中的锚具张拉锚固。此时，预应力筋被分成N段，每段分别被锚具锚固，避免将预应力筋从多个接触部的孔中穿过，方便了施工。

作为本发明更进一步的改进，在减少预应力筋的穿孔次数的同时，为避免因为预应力筋被分割的段数过多，导致锚固张拉不牢，本发明着重考虑减少分割段数，提高张拉锚固的牢固程度。

所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的3个筒仓都具有接触部，所述预应力筋分割成2段，其中一段预应力筋绕在3个接触部所形成的的圆弧上，该段预应力筋从其中一个接触部的孔中穿过，其两端分别被其余两个接触部中的锚具张拉锚固，另一段预应力筋绕在剩余的圆弧上，该段预应力筋的两端分别被该段圆弧两端的接触部中的锚具张拉锚固；

或者，所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的4个筒仓都具有接触部，所述预应力筋分割成首尾不连的2段：其中一段预应力筋绕在4个接触部所形成的圆弧上，该段预应力筋从其中两个接触部的孔中穿过，其两端分别被其余两个接触部中的锚具张拉锚固，另一段预应力筋绕在剩余的圆弧上，该段预应力筋的两端分别被该段圆弧两端的接触部中的锚具张拉锚固，或者，两段预应力筋分别绕在3个接触部所形成的圆弧上，各段预应力筋从位于中间的接触部穿过，两端分别被圆弧两端的接触部中的锚具张拉锚固；

或者，所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的4个筒仓都具有接触部，所述预应力筋分割成首尾不连的3段，其中一段预应力筋绕在3个接触部所形成的圆弧上，该段预应力筋从其中一个接触部的孔中穿过，其两端分别被所述3个接触部中的其余两个接触部中的锚具张拉锚固，剩余两段预应力筋各自绕在两个接触部形成的圆弧上，并被该两个接触部中的锚具张拉锚固。

作为本发明更进一步的改进，预应力筋采用无粘接钢绞线。通过采用高强度低松弛无粘结环氧钢绞线作为预应力筋，首先无粘结钢绞线取代普通钢绞线可大幅降低预应力筋与仓壁之间的摩擦力，显著提高有效预压力、减少配筋量；其次钢绞线的外层护套、油脂、环氧涂层对钢绞线形成三道防护，结构耐久性得到有效保证。

作为本发明更进一步的改进，沿所述筒仓的纵向方向，所述筒仓的外壁上绕有若干层预应力筋。从纵向方向上设置多层加固，可以在方便地对筒仓的各个位置进行加固，使得加固更牢靠。

一种混凝土连体筒仓结构加固方法，包括，

S01、在相邻筒仓的接触部开孔，包括主孔和次孔，所述主孔为沿切线方向贯穿接触部的通孔，所述次孔分为两组，分别设置在主孔的两侧；每组次孔包括两个次孔，分别位于所述主孔的两端，且分别与所述主孔连通；

S02、将预应力筋环绕在筒仓的外壁上，所述预应力筋的两端分别穿过所述接触部中位于该筒仓一侧的孔，被该预应力筋两端所在的接触部的主孔中的锚具张拉锚固。

通过在筒仓连体部位开孔以便在筒仓的外侧放置整环的预应力筋，通过张拉预应力筋在仓壁中产生预压应力以抵抗储料荷载、温度应力的作用，通过张拉整环闭合的预应力筋来提高原结构的承载力和抗裂度，使其满足承载力和正常使用要求。

作为本发明更进一步的改进，在步骤S01之前还包括，将原仓壁结构加料至满仓，检查外表面，根据损坏进行外表处理、裂缝封闭，然后卸料至空仓。可以首先对原仓壁结构进行一次外表处理，更有利于进行加固。

作为本发明更进一步的改进，本发明的加固方法可以形成前述的混凝土连体筒仓加固结构。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明通过在筒仓的接触部上开设有主孔和次孔，供预应力筋穿过以及通过锚具张拉后锚固预应力筋，结构耐久性得到有效保证。加固后筒仓的外表面无需砂浆或混凝土层，加固工期短、成本低，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

(2)本发明通过采用高强度低松弛无粘结环氧钢绞线作为预应力筋，首先无粘结钢绞线取代普通钢绞线可大幅降低预应力筋与仓壁之间的摩擦力，显著提高有效预压力、减少配筋量；其次钢绞线的外层护套、油脂、环氧涂层对钢绞线形成三道防护，结构耐久性得到有效保证。

(3)本发明将预应力计分割成若干段，很好的解决了不同数量混凝土连体筒仓结构的加固问题，通过分段锚固，形成完整封闭的加固结构，结构设计合理，结构成本低，加固效果好。

(4)本发明通过在筒仓连体部位开孔以便在筒仓的外侧放置整环的预应力筋，通过张拉预应力筋在仓壁中产生预压应力以抵抗储料荷载、温度应力的作用，通过张拉整环闭合的预应力筋来提高原结构的承载力和抗裂度，使其满足承载力和正常使用要求。

(5)本发明在原有的连体筒仓结构的基础上，进行不破坏原结构的改进，该方案受力合理明确，解决了该类结构加固的难题，施工快捷，无需进行高空模板、混凝土施工，成本低廉。结构安全性、耐久性得到有效保证，具有较大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为混凝土连体筒仓结构俯视示意图；

图2为一筒仓周围有两筒仓的混凝土连体筒仓一种结构俯视示意图；

图3为一筒仓周围有两筒仓的混凝土连体筒仓另一种结构俯视示意图；

图4为一筒仓周围有三筒仓的混凝土连体筒仓结构俯视示意图；

图5为一筒仓周围有四筒仓的混凝土连体筒仓结构俯视示意图；

图6为图1的A向示意图；

图7为图6中B区域的局部放大示意图；

图8为图1中C区域的局部放大示意图。

示意图中的标号说明：100、预应力筋；210、第一预应力筋；220、第二预应力筋；230、第三预应力筋；240、第四预应力筋；250、第五预应力筋；300、主孔；400、次孔；500、锚具；600、仓壁；401,402,403,501,502,503,504,700、接触部。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

图1示出了两个筒仓连体的情形，只有一个接触部。本实施例的一种混凝土连体筒仓加固结构，包括预应力筋100和锚具500。

结合图6、7、8，两个相邻筒仓的仓壁600的接触部700上开设有主孔300和次孔400，主孔300为从仓壁切线方向贯穿接触部的通孔，次孔400为两组，设置在主孔300的两侧，在每组内，次孔400为两个且分别设置在主孔300的两端，次孔与主孔连通。

结合图1，以位于上方的筒仓为例，预应力筋100环绕在其中一个筒仓的仓壁上，预应力筋的左端从左到右依次穿过次孔、主孔、次孔，右端从右到左依次穿过次孔、主孔、次孔，预应力筋的两端被设置在主孔中的锚具500张拉锚固。环绕在上方的筒仓的预应力筋所穿过的次孔，位于该筒仓一侧。

值得说明的是，由于预应力筋100的两端从次孔中穿出，所以预应力筋100的长度要大于筒仓仓壁600的外周长，更有利于进行锚固以及后期的处理。

其中，预应力筋100采用无粘接钢绞线。采用高强度低松弛无粘结环氧涂层钢绞线作为预应力筋，其作用有二：首先无粘结钢绞线取代普通钢绞线可大幅降低预应力筋与仓壁之间的摩擦力，显著提高有效预压力、减少配筋量；其次钢绞线的外层护套、油脂、环氧涂层对钢绞线形成三道防护，结构耐久性得到有效保证，加固后筒仓的外表面无需砂浆或混凝土层，加固工期短、成本低。

结合图6，主孔300和次孔400在接触部700上纵向分布有多组，可以在仓壁的纵向上环绕多层预应力筋。可以根据加固的需要选择在不同的部位设置预应力筋及锚具500。

实施例2

图2示出的是三个筒仓并排相连的情形，位于中间的筒仓与相邻筒仓形成两个接触部。

本实施例的预应力筋的布置可以与实施例1相同，将一根预应力筋100从两个接触部700的次孔、主孔中穿过，最终被预应力筋的端部所在的接触部中的锚具张拉锚固，例如，预应力筋直接穿过其中一个接触部的孔，两端被另一个接触部的主孔中的锚具张拉锚固。

由于有两个接触部，采用一根预应力筋穿插两个接触部的孔，操作不太方便，本实施例还可以采用图2中示出的方式，即，预应力筋被分成两段，分别为第一预应力筋210和第二预应力筋220，两个接触部700将仓壁分成两段圆弧，第一预应力筋210、第二预应力筋220各绕在一段圆弧上，第一预应力筋210、第二预应力筋220的两端分别穿过相应的接触部的孔，被接触部主孔中的锚具张拉锚固。从图2可以看到，由于两个接触部位于同一直径上，第一预应力筋210、第二预应力筋220的长度相等。

图3示出的是四个筒仓相连的情形，每个筒仓与相邻筒仓形成两个接触部。同样地，对于此种情形，可以采用实施例1中的预应力筋布置方式，采用一根预应力筋张拉锚固。很显然，也可以采用前文所述的图2示出的锚固方式，即，包括第一预应力筋210、第二预应力筋220，其中，第一预应力筋210的长度大于仓壁外周长的3/4，第二预应力筋220的长度大于仓壁外周长的1/4。为便于理解，图3中的两段预应力筋从仓壁的外周提取出来，放置在仓壁内作示例性说明。

实施例3

图4示出了6个筒仓相连的情形，其中，位于中间的两个筒仓分别与周围筒仓形成3个接触部。

对于有三个接触部的筒仓来说，可以有三种锚固形式。(1)采用实施例1的锚固形式，即使用一根预应力筋环绕仓壁并被锚具张拉锚固。(2)采用图4示出的锚固形式，三个接触部(401、402、403)将仓壁分成三段，包括2个1/4圆弧和1个1/2圆弧，使用三段预应力筋，分别为2个第四预应力筋240、1个第三预应力筋230，第四预应力筋240的长度大于仓壁外周长的1/4，第三预应力筋230的长度大于仓壁外周长的1/2，三段预应力筋绕在仓壁相应的圆弧上，被对应圆弧的两端接触部的主孔中的锚具张拉锚固。(3)采用2段预应力筋张拉锚固，其中一段预应力筋绕在由三个接触部(401、402、403)形成的圆弧上，那么，该段预应力筋从中间接触部402的孔中穿过，预应力筋的两端穿过三个接触部(401、402、403)中位于外侧的两个接触部(401、403)后，被外侧的接触部(401、403)中的锚具张拉锚固；另外一段预应力绕在剩余的圆弧上，并被该段圆弧两端的接触部(401、403)的锚具张拉锚固。

实施例4

图5示出的是9个筒仓相连的情形，其中，位于最中间的1个筒仓与周围筒仓形成了4个接触部。需要说明的是，在实际应用中很少存在某个筒仓被周围筒仓完全包围的情况，这会导致被包围的筒仓的装料卸料非常的不方便。本实施例仅为说明这种情况下的锚固方法。

对于有四个接触部的筒仓来说，可以有四种锚固形式。(1)采用实施例1的形式，即采用一根预应力筋环绕仓壁，并被锚具张拉锚固。(2)采用图2所示的两段预应力筋锚固的形式，此时，其中一段预应力筋绕在由三个接触部(502、501、504)形成的仓壁圆弧上，该段预应力筋穿过位于中间的接触部(501)后，两端被该中间接触部的两侧接触部(502、504)中的锚具张拉锚固，同样地，另一段预应力筋绕在剩余的圆弧上，该段预应力筋也是穿过位于中间的接触部(503)后，两端被该中间接触部的两侧接触部(502、504)中的锚具张拉锚固。(3)采用图4所示的三段预应力筋锚固的形式，其中一段预应力筋绕在由三个接触部(502、503、504)形成的仓壁圆弧上，该段预应力筋的两端穿过位于两侧的接触部(502、504)中的孔，被主孔中的锚具张拉锚固；另外两段预应力筋分别绕在由接触部501、502，以及接触部501、504形成的圆弧上，并分别被相应的接触部中的锚具张拉锚固。(4)采用图5所示的采用四段预应力筋锚固的形式，每段预应力筋的长度大于仓壁外周长的1/4，四段预应力筋绕在相应的圆弧上并被接触部的锚具张拉锚固。

实施例5

结合图1-图8，本发明提供的混凝土连体筒仓加固方法，采用前述的混凝土连体筒仓加固结构，其步骤包括：

S01、将筒仓加料至满仓，检查外表面，根据损坏进行外表处理、裂缝封闭，然后卸料至空仓；

S02、在接触部700开孔，形成主孔300和次孔400，主孔300为从仓壁切线方向贯穿接触部的通孔，次孔400为两组，设置在主孔300的两侧，在每组内，次孔400为两个且分别设置在主孔300的两端，次孔与主孔连通；

S03、将预应力筋100横向环绕在筒仓仓壁600外周，预应力筋100两端通过次孔400伸入接触部700的主孔，从主孔另一端的次孔中穿出；

S04、预应力筋100张拉后锚固于锚具500，在预应力筋100张拉锚固于锚具500之后将预应力筋100多余的部分剪除。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种混凝土连体筒仓加固结构，包括预应力筋和锚具，所述连体筒仓包括多个筒仓，其特征在于：相邻筒仓的接触部上开设有孔，包括主孔和次孔，所述主孔为沿切线方向贯穿接触部的通孔，所述次孔分为两组，分别设置在主孔的两侧；每组次孔包括两个次孔，分别位于所述主孔的两端，且分别与所述主孔连通；所述预应力筋环绕在筒仓的外壁上，所述预应力筋的两端分别穿过所述接触部中位于该筒仓一侧的孔，被该预应力筋两端所在的接触部的主孔中的锚具张拉锚固。

2.根据权利要求1所述的混凝土连体筒仓加固结构，其特征在于：所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的N个筒仓都具有接触部，即，具有N个接触部，N等于2、3或4；所述预应力筋环绕该筒仓的外壁上，其两端分别穿过N个接触部处的孔，最终被其两端所在位置处的接触部中的锚具张拉锚固。

3.根据权利要求1所述的混凝土连体筒仓加固结构，其特征在于：所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的N个筒仓都具有接触部，即，具有N个接触部，N等于2、3或4；所述预应力筋分割为首尾不连的N段，该筒仓被N个接触部分成N个部分，每个部分的外壁上绕有一段预应力筋，该段预应力筋的端部分别穿过其两端的接触部处的孔，并分别被该两个接触部中的锚具张拉锚固。

4.根据权利要求3所述的混凝土连体筒仓加固结构，其特征在于：所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的3个筒仓都具有接触部，所述预应力筋分割成2段，其中一段预应力筋绕在3个接触部所形成的的圆弧上，该段预应力筋从其中一个接触部的孔中穿过，其两端分别被其余两个接触部中的锚具张拉锚固，另一段预应力筋绕在剩余的圆弧上，该段预应力筋的两端分别被该段圆弧两端的接触部中的锚具张拉锚固；

或者，所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的4个筒仓都具有接触部，所述预应力筋分割成首尾不连的2段：其中一段预应力筋绕在4个接触部所形成的圆弧上，该段预应力筋从其中两个接触部的孔中穿过，其两端分别被其余两个接触部中的锚具张拉锚固，另一段预应力筋绕在剩余的圆弧上，该段预应力筋的两端分别被该段圆弧两端的接触部中的锚具张拉锚固，或者，两段预应力筋分别绕在3个接触部所形成的圆弧上，各段预应力筋从位于中间的接触部穿过，两端分别被圆弧两端的接触部中的锚具张拉锚固；

或者，所述连体筒仓中，其中一个筒仓与相邻的4个筒仓都具有接触部，所述预应力筋分割成首尾不连的3段，其中一段预应力筋绕在3个接触部所形成的圆弧上，该段预应力筋从其中一个接触部的孔中穿过，其两端分别被所述3个接触部中的其余两个接触部中的锚具张拉锚固，剩余两段预应力筋各自绕在两个接触部形成的圆弧上，并被该两个接触部中的锚具张拉锚固。

5.根据权利要求1-4任一所述的混凝土连体筒仓加固结构，其特征在于：所述预应力筋采用无粘接钢绞线。

6.根据权利要求1-4任一所述的混凝土连体筒仓加固结构，其特征在于：沿所述筒仓的纵向方向，所述筒仓的外壁上绕有若干层预应力筋。

7.一种混凝土连体筒仓结构加固方法，其特征在于：包括，

S01、在相邻筒仓的接触部开孔，包括主孔和次孔，所述主孔为沿切线方向贯穿接触部的通孔，所述次孔分为两组，分别设置在主孔的两侧；每组次孔包括两个次孔，分别位于所述主孔的两端，且分别与所述主孔连通；

S02、将预应力筋环绕在筒仓的外壁上，所述预应力筋的两端分别穿过所述接触部中位于该筒仓一侧的孔，被该预应力筋两端所在的接触部的主孔中的锚具张拉锚固。

8.根据权利要求7所述的混凝土连体筒仓结构加固方法，其特征在于：在步骤S01之前还包括，将所述筒仓加料至满仓，检查外表面，根据损坏情况进行外表处理、裂缝封闭，然后卸料至空仓。

9.根据权利要求7或8所述的混凝土连体筒仓结构加固方法，其特征在于：形成权利要求2-6任一权利要求所述的混凝土连体筒仓加固结构。

Images