CN204435445U - 一种斜塔纠偏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种斜塔纠偏装置，包括塔身加固结构、静力推拉支撑体系和塔底加固结构；所述的塔身加固结构缠绕倾斜塔身一周设置；所述的静力推拉支撑体系包括钢支撑、钢丝绳、钢支撑锚座及钢丝绳锚座；在塔身的倾倒侧、背对倾倒侧分别设有所述的钢丝绳；对应所述的钢丝绳设有手动葫芦；在塔身的倾倒侧设有所述的钢支撑，所述的钢支撑上设有螺旋丝扣，利用螺旋丝扣调整支撑距离；在塔底地面对应所述的钢支撑、钢丝绳分别设置带有预埋钢板的钢支撑锚座、带有钢丝绳卡扣的钢丝绳锚座，所述的钢支撑、钢丝绳分别与预埋钢板、钢丝绳卡扣连接；所述的钢支撑、钢丝绳分别与所述的塔身加固结构连接；所述的塔底加固结构为在塔体背对倾倒侧间隔设置的掏土区，在所述掏土区内设有注浆管。本实用新型大大降低了塔体纠偏过程中因受力不均匀导致的塔身扭转、偏斜等不利情况的风险。

Description

一种斜塔纠偏装置

技术领域

本实用新型涉及一种建筑物纠偏装置，尤其是涉及一种斜塔纠偏装置。

背景技术

在我国不少古文物建筑由于地基不均匀变形产生了基础倾斜，从而导致墙体开裂、结构裂缝、建筑物功能受损等情况，因此需要对古建筑进行迫降纠偏。在古建筑纠偏过程中需要注意的因素比较多。因为塔身的力系传递总是非常脆弱的，若做临时支撑，又会使临近塔身的地基土增加附加应力，从而导致失去平衡，而金属的支撑也会因温度变化而产生脉动应力，因此，古文物纠偏工程必须精心设计和施工，要求不影响他的微妙平衡状态，仍保持一定安全范围内的倾斜角度，相反如稍有疏忽就会导致不可挽回的后果，危及文物古迹、历史文化的传承。从古文物保护的角度来看，建立一套成熟、先进、适用和保证工程质量与安全等特点的纠偏装置是极为重要的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种安全稳定、保护性强、成熟适用的斜塔纠偏装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种斜塔纠偏装置，包括塔身加固结构、静力推拉支撑体系和塔底加固结构；

所述的塔身加固结构缠绕倾斜塔身一周设置；

所述的静力推拉支撑体系包括钢支撑、钢丝绳、钢支撑锚座及钢丝绳锚座；在塔身的倾倒侧、背对倾倒侧分别设有所述的钢丝绳；对应所述的钢丝绳设有手动葫芦；在塔身的倾倒侧设有所述的钢支撑，所述的钢支撑上设有螺旋丝扣，利用螺旋丝扣调整支撑距离；在塔底地面对应所述的钢支撑、钢丝绳分别设置带有预埋钢板的钢支撑锚座、带有钢丝绳卡扣的钢丝绳锚座，所述的钢支撑、钢丝绳分别与预埋钢板、钢丝绳卡扣连接；所述的钢支撑、钢丝绳分别与所述的塔身加固结构连接；

所述的塔底加固结构为在塔体背对倾倒侧间隔设置的掏土区，在所述掏土区内设有注浆管。

在上述技术的基础上，先采用间隔掏土法配合施工，即在塔体倾斜方向进行间隔掏土，间隔掏土引起塔基下应力重分布，利用四点定位的静力推拉支撑体系，通过调紧及放松约束的方法，或辅助加力回倾，或支撑控制塔体回倾，保证塔体平稳匀速回倾，与测量监测配合扶正到设计要求倾斜度。然后通过注浆管对掏土孔进行加固处理。撤土时，塔基基底最大撤土距离不要超过基底半径。

在纠偏开始、进行过程中，利用三维激光扫描技术建立斜塔纠偏前、中、后真实数字模型，监控整体与细部的形变及扭曲性破坏，监测纠偏过程并指导纠偏工程的进行，通过测量与推算确定斜塔纠偏角度。

本实用新型将三维激光扫描、四点定位静力推拉、环梁短桩、间隔掏土、注浆加固、三维实时监测等多项技术有机结合，显著提升了塔身总重设计值的精确性，使得支撑及纠偏受力体系更为均匀地布置在了倾角法向量的两侧，大大降低了塔体纠偏过程中因受力不均匀导致的塔身扭转、偏斜等不利情况的风险，可以定量控制塔体纠偏角度，为古文物保护提出一套先进、可行的方法。

附图说明

图1本实用新型的立面结构图。

图2本实用新型的平面俯视图。

图3本实用新型的钢支撑锚座剖视图。

图4本实用新型的钢丝绳锚座剖视图。

1-塔身加固结构，2-塔底加固结构，3-钢支撑，4-钢丝绳，5-钢支撑锚座，6-钢丝绳锚座，7-钢筋环箍，8-钢管加劲肋，9-钢板，10-塔身植筋，11-基础梁与塔身连接处硂，12-注浆孔，13-基础梁6φ16钢筋，14-基础梁φ8200箍筋，15-人工挖孔短桩，16-基础梁，17-预留连接筋，18-预埋钢板，19-6φ14预埋拉锚钢筋，20-8φ14钢筋笼纵筋，21-φ8200箍筋，22-钢丝绳卡扣。

具体实施方式

下面将结合附图1-4对实用新型进行详细说明。

一种斜塔纠偏装置，包括塔身加固结构1、静力推拉支撑体系和塔底加固结构2；

所述的塔身加固结构1缠绕倾斜塔身一周设置；

所述的静力推拉支撑体系包括钢支撑3、钢丝绳4、钢支撑锚座5及钢丝绳锚座6；在塔身的倾倒侧、背对倾倒侧分别设有所述的钢丝绳4；对应所述的钢丝绳4设有手动葫芦；在塔身的倾倒侧设有所述的钢支撑3，所述的钢支撑3上设有螺旋丝扣，利用螺旋丝扣调整支撑距离；在塔底地面对应所述的钢支撑3、钢丝绳4分别设置带有预埋钢板18的钢支撑锚座5、带有钢丝绳卡扣22的钢丝绳锚座6，所述的钢支撑3、钢丝绳4分别与预埋钢板18、钢丝绳卡扣22连接；所述的钢支撑3、钢丝绳4分别与所述的塔身加固结构1连接。

所述的塔底加固结构2为在塔体背对倾倒侧间隔设置的掏土区，在所述掏土区内设有注浆管12。

所述的塔身加固结构1由钢板9构成；所述的钢板9缠绕倾斜塔身一周设置，通常位于塔高2/3处，在钢板9内侧悬挂软质材料。

所述的软质材料为沙袋或棉。

所述的钢板9设有H型钢或φ108钢管加劲肋8，且钢板9上下各设一道Φ20钢筋环箍7。

所述的钢丝绳4设置于倾斜塔身的三个方向，每个方向均为两根，用以将塔身固定，一个方向位于倾倒侧，垂直于塔身倾斜方向，另两个方向位于背对倾倒侧，呈90°对塔体进行锚拉；所述钢支撑3为两道，位于塔身倾斜方向，与塔身夹角呈90°，采用无缝钢管。

根据塔身倾斜方向及环形基础梁16基底赋存岩性，在承载力低的环形基础梁16下设有短桩15；短桩15采用人工挖成孔，桩径800mm，桩长1500～2500mm，砼强度等级C30，主筋保护层厚度50mm。桩位偏差不宜大于50mm，且作用到地层条件良好的持力层上。

所述塔底加固结构2还包括环形基础梁16、短桩15、塔身植筋10；在倾斜塔身的塔基缺失处设有环形基础梁16，所述的环形基础梁16主筋上下各采用6φ16钢筋13，φ8200箍筋14，砼强度等级C30，主筋保护层厚度35mm，绑扎钢筋笼13、14；在塔基下设有砼11，用以补砌塔基与基础梁，加固塔基底座；由所述的砼11向塔身内设置塔身植筋10，所述的塔身植筋10为Φ12钢筋，采用环氧树脂系胶结剂与塔身连接；在所述的环形基础梁16上设有与塔体相连的预留连接筋17，使塔体从自身结构上实现刚度的增强，且更好的获取基座提供的约束反力和抗倾覆力矩。

施工步骤：

1、在斜塔四周建立四点定位的静力推拉支撑体系，所述四点定位的静力推拉支撑体系包括两道钢支撑3顶撑及三道钢绞线4锚拉；

2、在塔身沉降量偏小一侧采用大截面环梁16加短桩15的加固形式补砌塔基，所述大截面环梁加短桩包括半环形基础梁以及人工挖孔短桩；

3、分段间隔撤土，与测量监测(双向90°监测，防止向其他方向偏斜)配合扶正到设计要求倾斜度，并采用注浆加固方法对掏土孔进行处理；所述间隔掏土法日纠偏量控制在5～10mm；

4、纠偏加固全过程采用三维测绘全程实时监测，依据塔身的三维测绘数字模型，经过推算后精准定位。

对于塔身加固结构1，首先对四点定位的静力推拉支撑体系的钢支撑锚座5，钢丝绳锚座6进行施工，提供约束及支撑反力。钢支撑锚座5预埋20×200×300钢板、6φ14拉锚钢筋，8φ14钢筋笼纵筋。钢丝绳锚座6预埋6φ14拉锚钢筋，8φ14钢筋笼纵筋，连接钢丝绳卡扣。

塔身加固结构1通常位于塔高2/3处，由钢板9整个包裹，在钢板9内侧悬挂沙袋或棉被等软质材料，使钢板9受力通过沙袋或棉被等传递到塔身，保证塔身受力均匀，再用三个方向的钢丝绳4将塔身固定，另外在塔身倾斜方向安装两道钢支撑3，使得倾倒区实行推力助动，背对倾倒区实行拉力牵引，支护水平分力借助于“一拉一推”的作用，在斜塔表面形成看不见的“保护力”，时刻保证塔身静力平衡，同时为了防止推力过大造成塔身的应力集中现象，钢支撑施力幅度需控制在塔身重心日回倾位移量为可控影响范围内。

对于塔底加固结构2，向塔身内植入塔身植筋10加固塔体，在塔基缺失处背对倾倒区施工大截面环形基础梁16，绑扎钢筋笼13、14，浇筑混凝土，并在背对倾倒侧间隔掏土，塔身扶正至设计要求时，将掏土孔利用注浆孔12注浆填充满，用砼11补砌塔基与基础梁，浇筑成一个整体，在倾倒侧逐步施工剩余段环梁，在承载力低即倾倒侧的基础梁16下设短桩15。分段施工，逐渐闭合，且基础梁16上预留连接筋17与塔体相连。

下面对施工过程中重要工艺的要点进行进一步说明。

四点定位的静力推拉支撑体系施工要点说明：

在塔体的三个方向用钢丝绳4将塔身固定，塔身倾斜方向安装两道钢支撑3，通过钢丝绳4和钢支撑3上的集中应力传递，转为钢板9的均匀应力，钢板9缠绕塔身一周在钢板9内侧悬挂沙袋或棉被等软材料，使钢板9受力通过沙袋或棉被等传递到塔身，实现静力推拉。

所谓钢板9厚4mm，钢板9外每隔500mm设一道H型钢或φ108钢管加劲肋8，且钢板9上下各设一道Φ20钢筋环箍7。

所谓钢丝绳4设置为三个方向，每个方向均为两根，一道位于倾倒区，垂直于倾斜方向，另两道位于背对倾倒区，呈90°对塔体进行锚拉，利用手动葫芦调整拉锚松、放张拉长度。

所谓两道钢支撑3位于塔身倾斜方向，夹角呈90°，采用无缝钢管，利用螺旋丝扣调整支撑距离。钢支撑锚座5及钢丝绳锚座6采用φ800mm人工挖孔短墩，墩长1.5m，预埋铁件及预埋钢板18。

环梁加短桩施工要点说明：

1)在塔基缺失处施工大截面环形基础梁16，基础梁16主筋上下各采用6φ16钢筋13，φ8200箍筋14，砼强度等级C30，主筋保护层厚度35mm。用砼11补砌塔基与基础梁，加固塔基底座，并向塔身内植筋10，钢筋Φ12，置入塔身的深度大于500mm，采用环氧树脂系胶结剂与塔身连接。分段施工，逐步闭合，且基础梁上预留连接筋17与塔体相连，使塔体从自身结构上实现刚度的增强，且更好的获取基座提供的约束反力和抗倾覆力矩。

2)根据塔身倾斜方向及基础梁16基底赋存岩性，在承载力低的基础梁16下设短桩15。短桩15采用人工挖成孔，桩径800mm，桩长1500～2500mm，砼强度等级C30，主筋保护层厚度50mm。桩位偏差不宜大于50mm，且作用到地层条件良好的持力层上。

斜塔纠偏监控过程中采用三维激光扫描仪获得斜塔的离散点云拟合平面来把控量算塔身倾角，并利用三维扫描技术从整体到局部监控斜塔各层面的形变与扭曲程度。

在本实用新型特定实施例中被描述时，本领域技术人员应该认识到本实用新型可以在不超出权利要求书的精神和范围内进行修正。

Claims (10)

1.一种斜塔纠偏装置，包括塔身加固结构(1)、静力推拉支撑体系和塔底加固结构(2)；其特征在于，

所述的塔身加固结构(1)缠绕倾斜塔身一周设置；

所述的静力推拉支撑体系包括钢支撑(3)、钢丝绳(4)、钢支撑锚座(5)及钢丝绳锚座(6)；在塔身的倾倒侧、背对倾倒侧分别设有所述的钢丝绳(4)；对应所述的钢丝绳(4)设有手动葫芦；在塔身的倾倒侧设有所述的钢支撑(3)，所述的钢支撑(3)上设有螺旋丝扣，利用螺旋丝扣调整支撑距离；在塔底地面对应所述的钢支撑(3)、钢丝绳(4)分别设置带有预埋钢板(18)的钢支撑锚座(5)、带有钢丝绳卡扣(22)的钢丝绳锚座(6)，所述的钢支撑(3)、钢丝绳(4)分别与预埋钢板(18)、钢丝绳卡扣(22)连接；所述的钢支撑(3)、钢丝绳(4)分别与所述的塔身加固结构(1)连接；

所述的塔底加固结构(2)为在塔体背对倾倒侧间隔设置的掏土区，在所述掏土区内设有注浆管(12)。

2.根据权利要求1所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，所述的塔身加固结构(1)由钢板(9)构成；在钢板(9)内侧悬挂软质材料。

3.根据权利要求2所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，所述的软质材料为沙袋或棉。

4.根据权利要求3所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，所述的钢板(9)设有H型钢或钢管加劲肋(8)，且钢板(9)上下各设一道钢筋环箍(7)。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，所述的钢丝绳(4)设置于倾斜塔身的三个方向，每个方向均为两根，用以将塔身固定，一个方向位于倾倒侧，垂直于塔身倾斜方向，另两个方向位于背对倾倒侧，呈90°对塔体进行锚拉；所述钢支撑(3)为两道，位于塔身倾斜方向，与塔身夹角呈90°。

6.根据权利要求1-4所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，根据塔身倾斜方向及环形基础梁(16)基底赋存岩性，在承载力低的环形基础梁(16)下设有短桩(15)。

7.根据权利要求5所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，根据塔身倾斜方向及环形基础梁(16)基底赋存岩性，在承载力低的环形基础梁(16)下设有短桩(15)。

8.根据权利要求1-4任一所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，所述塔底加固结构(2)还包括环形基础梁(16)、短桩(15)、塔身植筋(10)；在倾斜塔身的塔基缺失处设有环形基础梁(16)；在塔基下设有砼(11)，用以补砌塔基与基础梁，加固塔基底座；由所述的砼(11)向塔身内植入塔身植筋(10)；在所述的环形基础梁(16)上设有与塔体相连的预留连接筋(17)。

9.根据权利要求5所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，所述塔底加固结构(2)还包括环形基础梁(16)、短桩(15)、塔身植筋(10)；在倾斜塔身的塔基缺失处设有环形基础梁(16)；在塔基下设有砼(11)，用以补砌塔基与基础梁，加固塔基底座；由所述的砼(11)向塔身内植入塔身植筋(10)；在所述的环形基础梁(16)上设有与塔体相连的预留连接筋(17)。

10.根据权利要求6任一所述的一种斜塔纠偏装置，其特征在于，所述塔底加固结构(2)还包括环形基础梁(16)、短桩(15)、塔身植筋(10)；在倾斜塔身的塔基缺失处设有环形基础梁(16)；在塔基下设有砼(11)，用以补砌塔基与基础梁，加固塔基底座；由所述的砼(11)向塔身内植入塔身植筋(10)；在所述的环形基础梁(16)上设有与塔体相连的预留连接筋(17)。