CN211081171U - 一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，包括多排等高均布于筒壁外表面环向的装配式的单元加劲肋，每一排的单元加劲肋沿筒壁子午向从筒体底部至筒体顶部布置，单元加劲肋的左右两侧均通过后锚固锚栓固定在筒壁的外表面上，上下相邻两节单元加劲肋之间通过连接组件连接。本实用新型通过在既有双曲线冷却塔塔筒外表面子午向安装不同截面形式的加劲肋，实现增加了塔筒稳定性与强度，同时改变塔筒外表面气动外形与风压分布，降低风压对塔筒荷载作用，从而完成对既有冷却塔的直接与间接加固作用，本实用新型在对既有冷却塔不显著增重的前提下，实现加固之目的，具有施工简便、工期短、造价低等特点。

Description

一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构

技术领域

本实用新型涉及一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，属于冷却塔加固设计技术领域。

背景技术

工业循环通风钢筋混凝土双曲线冷却塔是火力发电厂重要的构筑物之一，由于工作环境恶劣，冷却塔投运一段时间后，混凝土脱落、碳化、钢筋锈蚀、冻融等现象普遍存在，冷却塔有效截面厚度变薄，承载能力下降，对冷却塔的安全性造成不利影响，需要对冷却塔进行加固处理。

整体增加塔筒壁厚是加固最有效措施，但冷却塔本身是一种外形复杂的旋转薄壳构筑物，在薄壳上加厚会大幅度增加塔筒整体的自重，其增重比例可达到或超过原来自重的30％以上，造成斜支柱和地基承载力的不足，同时施工复杂、加固时间长、造价高。如何采用简洁高效的加固方法，保证这些构筑物的安全运行，面临迫切需要。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：解决了如何在不影响斜支柱和地基承载力的情况下，加固双曲线冷却塔的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，包括多排等高均布于筒壁外表面环向的装配式的单元加劲肋，每一排的单元加劲肋沿筒壁子午向从筒体底部至筒体顶部布置，单元加劲肋的左右两侧均通过后锚固锚栓固定在筒壁的外表面上，上下相邻两节单元加劲肋之间通过连接组件连接。

优选地，所述的单元加劲肋包括单元加劲肋本身，在沿单元加劲肋本身长度方向的两侧连接有用来与筒壁固定连接的单元加劲肋底脚，单元加劲肋底脚上设有供后锚固锚栓穿过的预留锚栓孔。

优选地，所述的单元加劲肋本身的一端上连接有与单元加劲肋本身内壁形状相匹配的连接组件。

优选地，所述的单元加劲肋的高度h与左右相邻两个单元加劲肋之间的间距a之比h/a为0.01～0.1；左右相邻两个单元加劲肋之间的间距a不大于筒体平均周长的1/50。

优选地，所述的后锚固锚栓包括不锈钢长螺栓，不锈钢长螺栓的一端固定在筒壁内，不锈钢长螺栓另一端的螺杆依次穿过单元加劲肋、垫片与防松螺帽紧固连接。

优选地，所述的筒壁的外表面上与单元加劲肋的连接处分别设有通过低收缩纤维增强砂浆粉刷出的找平层。

优选地，所述的单元加劲肋由玻璃钢成型；或由彩钢板或镀锌铁皮或铝合金板压弯成型或焊接成型；或由混凝土现浇成型。

优选地，所述的单元加劲肋的厚度为5～8mm；单元加劲肋的截面高度h为 150mm～200mm；单元加劲肋一端连接的连接组件的长度L6为30～50mm，连接组件端部伸入单元加劲肋内的长度L5为10～15mm。

优选地，所述的单元加劲肋的截面形状为梯形或圆弧形。

优选地，所述的单元加劲肋的截面形状为梯形，梯形的顶宽b1为200mm，梯形的底宽b2为250mm，梯形的斜边坡度i为0.15～0.5。

本实用新型通过在既有双曲线冷却塔塔筒外表面子午向安装不同截面形式的加劲肋，实现增加了塔筒稳定性与强度，同时改变塔筒外表面气动外形与风压分布，降低风压对塔筒荷载作用，从而完成对既有冷却塔的直接与间接加固作用，达到对既有冷却塔“减压增强”之加固目的。本实用新型在对既有冷却塔不显著增重的前提下，实现加固之目的，具有施工简便、工期短、造价低等特点。克服了现有的增大截面法对既有冷却塔加固增重多、施工难度大、造价高等问题。

附图说明

图1为本实用新型安装结束后整体结构示意图；

图2为本实用新型单元加劲肋连接示意图；

图3为图2中A-A处的剖视图；

图4为图2中B-B处的剖视图；

图5-1为单元加劲肋的截面示意图(截面为梯形)；

图5-2为单元加劲肋的截面示意图(截面为圆弧形)；

图5-3为单元加劲肋的截面示意图(截面为顶部压制有凹槽的梯形)；

图5-4为单元加劲肋的截面示意图(截面为顶部压制有凹槽的圆弧形)。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实用新型为一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，如图1-图4所示，其包括单元加劲肋4、垫片7、防松螺帽8、后锚固锚栓9、单元加劲肋底脚10、预留锚栓孔12以及连接组件13，固定在冷却塔塔筒筒壁5上。如图1所示，在筒体2的筒壁5上沿子午向，从筒体2底部(斜支柱3顶端)至筒体2顶部依次采用便携式冲击钻配合后锚固锚栓9安装固定可拆装单元加劲肋4，后锚固锚栓 9穿过单元加劲肋底脚10上预留锚栓孔12，上下相邻两节单元加劲肋4之间通过连接组件13紧密拼接，单元加劲肋4等高均匀分布于筒壁5外表面环向。

单元加劲肋4的高度h与左右相邻两个单元加劲肋4之间的间距a之比h/a 为0.01～0.1；左右相邻两个单元加劲肋4之间的环向间距a不大于塔筒(即筒体 2)平均周长的1/50。

筒体2的底部通过斜支柱3与环形基础1连接，斜支柱3均布在筒体2与环形基础1之间的圆周上。

如图2所示，单元加劲肋4通过后锚固锚栓9固定在筒壁5上，每节单元加劲肋4的左右两侧均设有2个后锚固锚栓9。单元加劲肋4包括单元加劲肋本身 11，在沿单元加劲肋本身11长度方向的两侧连接有用来与筒壁5固定安装的单元加劲肋底脚10，在安装固定单元加劲肋4之前需要用低收缩纤维增强砂浆在筒壁5上粉刷出找平层6，避免单元加劲肋底脚10与筒壁5之间出现过大空隙，单元加劲肋底脚10上留置了供后锚固锚栓9穿过的预留锚栓孔12。

如图3所示，后锚固锚栓9用于固定单元加劲肋本身11，后锚固锚栓9包括不锈钢长螺栓14以及套在不锈钢长螺栓14螺杆上的垫片7和防松螺帽8。不锈钢长螺栓14的一端固定在筒壁5内，不锈钢长螺栓14另一端的螺杆依次穿过单元加劲肋4、垫片7与防松螺帽8紧固连接。不锈钢长螺栓14的总长度需要满足植入筒壁5内深度d2加上留在筒壁5外的长度d3，不锈钢螺栓14穿过单元加劲肋本身11上的预留锚栓孔12，避免出现装配误差，预留锚栓孔12孔径应当稍大于不锈钢长螺栓14螺杆的直径，将不锈钢长螺栓14一端植入筒壁5内深度d2处，另一端旋紧在预留锚栓孔12处。

如图4所示，单元加劲肋本身11的一端上还连接有与单元加劲肋本身11内壁形状相匹配的连接组件13，通过紧靠在相邻单元加劲肋本身11的内壁上的连接组件13，就能实现上下相邻两节单元加劲肋4的紧密拼接，连接组件13还能达到增强加劲肋整体协调稳定性的目的。

单元加劲肋4可分段装配式，也可现场浇筑。单元加劲肋4以降低风荷载为主要目的时，可以采用轻质材料；单元加劲肋4除降低风荷载，同时考虑需要增加塔筒稳定与强度为目的时，应采用装配式钢结构或现浇钢筋混凝土材料制作。

如图5-1至图5-4所示，单元加劲肋4的截面形状为梯形或圆弧形；单元加劲肋4的截面形状还可以为在梯形或圆弧形的基础上，在其顶部压制凹槽。

本实用新型单元加劲肋的制作安装过程如下：

1.依据既有冷却塔塔筒实际情况，在满足现行国家规范要求下进行加肋后冷却塔结构受力优化分析，确定单元加劲肋4截面尺寸和环向间距，根据筒体2 模板长度选定每节单元加劲肋4的长度，统计单元加劲肋4的总数量，然后在工厂进行标准化批量化制作，生产效率高，产品质量好，减少物料损耗。

2.单元加劲肋4由玻璃钢成型；或由彩钢板、镀锌铁皮、铝合金板压弯或焊接成型；或由混凝土现浇成型。单元加劲肋4依据既有塔筒模板尺寸统一加工制作，长度一般可为既有筒壁5施工采用模板长度的1倍～2倍。单元加劲肋4截面尺寸一般情况下，单元加劲肋4的厚度为5～8mm，截面形状为梯形，梯形高度h取150mm～200mm，顶宽b1取200mm，底宽b2取250mm，斜边坡度i取 0.15～0.5，单元加劲肋底脚10宽2d1为60～100mm。单元加劲肋4也可采取如图 5-1至图5-4所示的截面示意图的形状。单元加劲肋4的一端连接的连接组件13的长度L6为30～50mm，连接组件端部伸入单元加劲肋4内的长度L5为 10～15mm。

其中，模板是原来冷却塔混凝土浇筑时用的支护板，每段都是直的，但冷却塔表面是曲线的，实际施工是通过若干次直板(模板)拼接为近似曲线，施工后表面近处看是一段一段直线段组成的近似曲线。为了单元加劲肋与筒壁5贴合紧密，其每段长度需要取原来模板长度的倍数，且不易太长。

3.根据在筒壁5外表面子午向已确定安装单元加劲肋4的中心线，中心线的左右两侧各自伸出单元加劲肋4的底宽b2范围内采用低收缩纤维增强砂浆在筒壁5外表面子午向粉刷出找平层6，将带有连接组件13的单元加劲肋4沿塔筒外表面子午向朝向塔顶方向通过后锚固锚栓9固定到筒壁5上。

4.重复单元加劲肋4的安装工序，最终在塔筒外表面子午向形成一道道的肋，增加了塔筒表面粗糙度，达到了降低风压效应、增加塔筒结构稳定性的目的。

风荷载是通风冷却塔主要的控制荷载，为了改善风荷载对塔筒壳体的作用，可采取沿塔筒壳体外表面子午向布置加劲肋的措施。依据国家现行相关规范，冷却塔外表面上受到的风荷载作用可取等效风荷载标准值，该值是由风振系数、塔间干扰系数、平均风压分布系数、风压高度变化系数和基本风压等参数计算得到，塔筒壳体外表面子午向有没有符合要求的加劲肋对平均风压分布系数影响很大。关于有肋后平均风压系数分布曲线，德国的Structural Design for Cooling Tower VGB-R 610Ue(2010)(以下简称VGB导则)通过大量的风洞试验表明：圆柱体模型周边的环向压力分布系数Cp值随着表面粗糙度增加到一定的雷诺数而降低。有学者作过测算，塔高128m，基础直径95.78m，加肋后塔筒由于风压引起的支柱轴向力要比无肋塔筒减少21％，环形基础的子午向节点压力减小32％。经过对塔筒外表面有肋与无肋的平均风压分布曲线进行对比，得出的结论是：沿着子午线方向突起若干条加劲肋，有利增加外表面的粗糙度，可以大大降低由风荷载引起的塔筒、支柱和环形基础的内力，进而提高冷却塔结构安全可靠度。

综上所述，对于目前大量运行期较长的塔筒，因使用环境恶劣而产生腐蚀、冻融、混凝土表面剥离，导致塔筒有效壁厚变薄、安全可靠度降低问题，通过在塔筒外表面子午向加设加劲肋，是一种费用低且有效的改善冷却塔受力性能的加固方式。其特点是：加劲肋增加了塔筒稳定性与强度，同时改变塔筒外表面气动外形与风压分布，降低风压对塔筒荷载作用，从而完成对既有冷却塔的直接与间接加固作用，达到对既有冷却塔“减压增强”之加固目的。

Claims (10)

1.一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，包括多排等高均布于筒壁(5)外表面环向的装配式的单元加劲肋(4)，每一排的单元加劲肋(4)沿筒壁(5)子午向从筒体(2)底部至筒体(2)顶部布置，单元加劲肋(4)的左右两侧均通过后锚固锚栓(9)固定在筒壁(5)的外表面上，上下相邻两节单元加劲肋(4)之间通过连接组件(13)连接。

2.如权利要求1所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的单元加劲肋(4)包括单元加劲肋本身(11)，在沿单元加劲肋本身(11)长度方向的两侧连接有用来与筒壁(5)固定连接的单元加劲肋底脚(10)，单元加劲肋底脚(10)上设有供后锚固锚栓(9)穿过的预留锚栓孔(12)。

3.如权利要求2所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的单元加劲肋本身(11)的一端上连接有与单元加劲肋本身(11)内壁形状相匹配的连接组件(13)。

4.如权利要求1所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的单元加劲肋(4)的高度h与左右相邻两个单元加劲肋(4)之间的间距a之比h/a为0.01～0.1；左右相邻两个单元加劲肋(4)之间的间距a不大于筒体(2)平均周长的1/50。

5.如权利要求1或4所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的后锚固锚栓(9)包括不锈钢长螺栓(14)，不锈钢长螺栓(14)的一端固定在筒壁(5)内，不锈钢长螺栓(14)另一端的螺杆依次穿过单元加劲肋(4)、垫片(7)与防松螺帽(8)紧固连接。

6.如权利要求1所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的筒壁(5)的外表面上与单元加劲肋(4)的连接处分别设有通过低收缩纤维增强砂浆粉刷出的找平层(6)。

7.如权利要求1所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的单元加劲肋(4)由玻璃钢成型；或由彩钢板或镀锌铁皮或铝合金板压弯成型或焊接成型；或由混凝土现浇成型。

8.如权利要求1所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的单元加劲肋(4)的厚度为5～8mm；单元加劲肋(4)的截面高度h为150mm～200mm；单元加劲肋(4)一端连接的连接组件(13)的长度L6为30～50mm，连接组件(13)端部伸入单元加劲肋(4)内的长度L5为10～15mm。

9.如权利要求1所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的单元加劲肋(4)的截面形状为梯形或圆弧形。

10.如权利要求9所述的一种双曲线冷却塔“减压增强”加固结构，其特征在于，所述的单元加劲肋(4)的截面形状为梯形，梯形的顶宽b1为200mm，梯形的底宽b2为250mm，梯形的斜边坡度i为0.15～0.5。

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