CN211647522U - 一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，属于装配式减压锥的技术领域，包括呈圆锥状的钢管束混凝土主体，所述钢管束混凝土主体沿其高度方向拆分成多段钢管束混凝土分体，各段钢管束混凝土分体均包括钢管束组件和浇注于该钢管束组件内的混凝土，所述钢管束组件所在的圆锥面包括若干个沿同一圆周方向分布的矩形钢管，相邻两所述矩形钢管之间通过H型钢焊接连接；相邻两所述钢管束组件的各个矩形钢管对应匹配且相对应的两矩形钢管之间通过多根连接钢筋连接，以达到解决传统钢筋混凝土结构形式存在的技术问题，实现施工工艺简单，对设备要求低，结构的整体性及密闭性及承载能力好的目的。

Description

一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构

技术领域

本实用新型属于装配式减压锥的技术领域，具体而言，涉及一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构。

背景技术

减压锥位于圆形筒仓储料的底部，粉状物料在筒库内经气体搅拌均匀后，需经减压锥减压，方可从减压锥下部卸料，被广泛地被应用于电厂、水泥、化工等行业。此处所指的减压锥是支撑在圆形筒仓的支撑筒壁顶部，底部的外直径接近于筒仓仓壁的内径，根据组成减压锥构件的类型不同，可将减压锥拆分成锥壳和锥底环梁两部分。其中，锥壳位于减压锥上部，为一轴对称旋转锥形薄壳结构，母线与水平面的夹角一般为60°，根据筒仓直径，物料高度等因素，厚度一般为300～700mm。

减压锥的传统结构形式采用钢筋混凝土减压锥锥壳结构形式，实施路径为现场浇筑和预制装配式。其中，现浇方式因锥壳的形状为圆锥曲面，所以锥壳的模板尺寸和钢筋长度沿高度方向变化，在施工过程中，模板工程及钢筋工程施工工艺复杂，难度较大，费工费时。

而预制装配式方式，减少了现场支模搭架及钢筋工作，采用将钢筋混凝土结构拆分为可以实施吊装的分块，工厂预制，现状装配，分块之间通过二次浇筑或埋件进行连接，但由于分块的重量一般在15-25T，现场装配时，对吊装设备的能力有较高要求。

综上，目前对于减压锥的施工主要存在以下问题：

1.采用传统的钢筋混凝土结构配合现浇方式，因锥壳的形状为圆锥曲面，所以锥壳的模板尺寸和钢筋长度沿高度方向变化，施工过程中，模板工程及钢筋工程施工工艺复杂，难度较大，费工费时；

2.采用传统的钢筋混凝土结构配合预制装配方式，因每个预制构件的重量较大，对吊装设备的吊装能力要求很高，设备的使用费用高；

3.采用传统的钢筋混凝土结构配合预制装配方式，当预制构件间不进行二次浇筑处理时，结构的整体性和密闭性相对较差。

实用新型内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构以达到解决传统钢筋混凝土结构形式存在的技术问题，实现施工工艺简单，对设备要求低，结构的整体性及密闭性及承载能力好的目的。

本实用新型所采用的技术方案为：一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，包括呈圆锥状的钢管束混凝土主体，所述钢管束混凝土主体沿其高度方向拆分成多段钢管束混凝土分体，各段钢管束混凝土分体均包括钢管束组件和浇注于该钢管束组件内的混凝土，所述钢管束组件所在的圆锥面包括若干个沿同一圆周方向分布的矩形钢管，相邻两所述矩形钢管之间通过H型钢焊接连接；相邻两所述钢管束组件的各个矩形钢管对应匹配且相对应的两矩形钢管之间通过多根连接钢筋连接。

进一步地，所述连接钢筋设有四根且分别布置于所述矩形钢管的各个转角处，且连接钢筋与矩形钢管内壁双面焊接不小于5d，d为连接钢筋的直径，以保证连接钢筋与矩形钢管之间的连接强度。

进一步地，所述连接钢筋在位于上方的矩形钢管内插入长度不小于40d且在位于下方的矩形钢管内插入长度不小于10d，d为连接钢筋的直径，以保证相对应两矩形钢管通过连接钢筋连接后的牢固度

进一步地，所述连接钢筋的一端设为弯钩状或直钩状，且该端部插入至位于上方的矩形钢管内，以提升连接钢筋对位于上方的矩形钢管的连接牢固度。

进一步地，还包括与所述钢管束混凝土主体相匹配的锥壳，所述锥壳内浇注有混凝土，且该锥壳内布置有多根环形拉结钢筋，通过各根环形拉结钢筋提升顶部小锥的整体强度。

进一步地，所述矩形钢管和H型钢的截面厚度设为4～6mm，以保证整体的结构强度。

进一步地，所述H型钢包括平钢板腹板和焊接于平钢板腹板两侧的U型板翼缘；所述U型板翼缘的两侧分别焊接连接于相邻两所述矩形钢管的转角处，以通过H型钢对各个矩形钢管进行连接固定。

进一步地，所述H型钢的平钢板腹板与所述矩形钢管的侧板之间的间距不大于450mm，以保证整个减压锥的结构强度。

本实用新型的有益效果为：

1.采用本实用新型所提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，利用钢管束混凝土良好的力学性能，提高结构的承载能力，结构的整体性及锥壳的密闭性；利用钢管束组件结构良好的力学性能，代替混凝土模板，实施阶段易操作，对施工设备的要求低；同时，采用本技术方案，结构的混凝土用量减少20％；同时，在施工过程中进行拆分后进行分段施工，施工流程更流畅，将筒仓施工工期减少1个月；其符合国家的产业政策，能够实现建筑工业化、标准化、减少资源浪费，其具备绿色、环保的优点。

附图说明

图1是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构的在现场浇筑的结构示意图；

图2是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构的整体结构示意图；

图3是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构中矩形钢管与H型钢装配的局部结构示意图；

图4是图3的局部放大示意图；

图5是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构中H型钢的截面示意图；

图6是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构中钢管束组件的截面示意图；

图7是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构中两矩形钢管的连接装配示意图；

图8是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构在竖向拆分后中段钢管束混凝土分体的结构示意图

图9是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构在竖向拆分后下段钢管束混凝土分体的结构示意图；

图10是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构中顶部锥壳的装配结构示意图；

图11是本实用新型提供的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构中钢管束组件的径向拆分结构示意图；

附图中标注如下：

1-钢管束混凝土主体，2-下段钢管束混凝土分体，3-中段钢管束混凝土分体，4-上段钢管束混凝土分体，5-锥壳，6-矩形钢管，7-H型钢，8-平钢板腹板，9-U型板翼缘，10-连接钢筋，11-环形拉结钢筋，12-单块锥壳吊装单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1所示，在本实施例中具体提供了一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其包括呈圆锥状的钢管束混凝土主体1，以形成能够承受储料荷载的圆锥形曲面结构，储料荷载为圆锥体自重及锥体上的其他荷载。

如图2所示，所述钢管束混凝土主体1沿其轴线方向拆分成多段钢管束混凝土分体，在本实施例中，以将钢管束混凝土主体1拆分为上段钢管束混凝土分体4、中段钢管束混凝土分体3、下段钢管束混凝土分体2三段为例；各段钢管束混凝土分体均包括钢管束组件和浇注于该钢管束组件内的混凝土，所述钢管束组件所在的圆锥面包括若干个沿同一圆周方向分布的矩形钢管6，各个矩形钢管6呈均匀分布且矩形钢管6内呈中空，在其内部空腔内浇注混凝土，在本实施例中，矩形钢管6的宽度建议为200mm～300mm，可以采用轧制钢管，也可以采用冷弯后高频焊接钢管。

如图3、图4所示，相邻两所述矩形钢管6之间通过H型钢7焊接连接；如图5所示，该H型钢7包括平钢板腹板8和焊接于平钢板腹板8两侧的U型板翼缘9；所述U型板翼缘9的两侧分别焊接连接于相邻两所述矩形钢管6的转角处，即将焊缝设于沿矩形钢管6所在角部的长度方向与H型钢7的U型板翼缘9的长度方向两侧，且焊缝的焊接高度为最小板件的厚度。所述平钢板腹板8与U型板翼缘9之间的连接焊缝为单面或双面角焊缝且焊缝高度为平钢板腹板8的厚度；其中，所述U型板翼缘9采用冷弯成型而成，且为配合由H型钢7和矩形钢管6围成呈圆锥状的所述钢管束组件，在平钢板腹板8两侧的U型板翼缘9设有不一致的宽度。在本实施例中，优选的，将矩形钢管6和H型钢7的截面厚度设为4～6mm，如图5中的厚度t和图6中的厚度h，在具体的应用过程中，该厚度由减压锥锥底的直径及计算锥壳5的厚度确定，当减压锥的厚度较大时，选取较大的构件厚度。

如图7所示，相邻两所述钢管束组件的各个矩形钢管6对应匹配(由于上、中、下段的圆锥面大小不一样，因此，两所述钢管束组件中位于上方的各个矩形钢管6能够对应匹配到位于下方的部分矩形钢管6上)且相对应的两矩形钢管6之间通过多根连接钢筋10连接，即将各根连接钢筋10布置在上段与中段、中段与下段的连接处，且连续布置在各个矩形钢管6内，各根连接钢筋10的两端分别伸入至不同段钢管束组件的矩形钢管6内。在本实施例中，为确保相对两矩形钢管6之间的连接牢固度，所述连接钢筋10设有四根且分别布置于相对应两所述矩形钢管6的各个转角处，且连接钢筋10与矩形钢管6内壁双面焊接不小于5d，d为连接钢筋10的直径；同时，为确保连接钢筋10能提供足够的连接作用力，所述连接钢筋10在位于上方的矩形钢管6内插入长度不小于40d且在位于下方的矩形钢管6内插入长度不小于10d，d为连接钢筋10的直径。优选的，上述连接钢筋10的直径采用16mm～20mm，在实施应用时，当减压锥的锥底直径较大时，优选直径大的连接钢筋10。

在上述中，钢材的材料选用Q235B，焊条选用为E43系列，钢筋选用为HPB300或HRB400，混凝土选用为C40。

在上述的基础上，为进一步提升连接钢筋10的连接强度和性能，将所述连接钢筋10的一端设为弯钩状(钢筋HPB300)或直钩状(钢筋HRB400)，且该端部插入至位于上方的矩形钢管6内，即相邻两所述钢管束组件中，位于上方钢管束组件中的矩形钢管6内所插入的连接钢筋10呈弯钩状(钢筋HPB300)或直钩状(钢筋HRB400)，而位于下方钢管束组件中的矩形钢管6内所插入的连接钢筋10呈直线状，以实现当矩形钢管6内注入有混凝土后，连接钢筋10在混凝土凝固的作用下，能够提供足够的抗拉强度，防止各个钢管束组件之间发生松动或脱落。

为实现整个钢管束混凝土结构，如图10所示，该钢管束混凝土结构中还应包括与所述钢管束混凝土主体1相匹配的锥壳5，所述锥壳5内浇注有混凝土，且该锥壳5内布置有多根环形拉结钢筋11，各根环形拉结钢筋11的同一端均位于该锥壳5的底部圆心处，另一端分别分散在锥壳5的圆锥面上，当在锥壳5内填充混凝土之后，通过各根环形拉结钢筋11实现对整个混凝土的强度进行有效提升。

上述的钢管束组件的布置要求如下：将钢管束组件中各个矩形钢管6的轴线方向平行于该钢管束组件所在圆锥面的母线方向进行布置，根据锥壳5底部的外直径及施工期间混凝土侧压力的大小，确定钢管束组件中矩形钢管6、H型钢7的布置数量。在实际应用过程中，建议沿圆周方向平行于直径方向板件的间距不大于450mm，即H型钢7的平钢板腹板8与所述矩形钢管6的侧板之间的间距不大于450mm。

在本实施例中，如图8、图9所示，将钢管束混凝土主体1沿其轴线方向拆分为上、中、下三段，即为竖向拆分，拆分位置为水平方向，当竖向拆分时，进行安装时，各根连接钢筋10的一端伸入位于下方的钢管束组件内并预先进行焊接连接，而需要安装位于上方的钢管束组件时，则将位于下方的矩形钢管6内预留的连接钢筋10插入到该钢管束组件所对应的矩形钢管6内，再进行后续的浇注施工；

而在实际应用过程中，为满足起吊设备的起吊载荷要求，如图11所示，还可对每段钢管束混凝土分体进行径向拆分，拆分位置沿圆锥面的母线方向，拆分后，每块的重量在塔吊的吊装能力范围内；径向拆分后，在现场吊装完成后，按照各个拆分单元的连接要求完成焊接，形成为以整体钢管束组件。

基于上述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，以通过以下施工方法实现现象施工，在该施工方法中对钢管束混凝土主体1进行了竖向拆分和径向拆分，该施工方法包括以下步骤：

(1)各段钢管束组件的制作：

A.由于对各段钢管束组件进行了径向拆分，如图11所示，即将各段钢管束组件沿圆周方向拆分成多个单块锥壳吊装单元12，考虑到每个单块锥壳吊装单元12制作完成后表面为曲面，按照钢管束组件(或每个单块锥壳吊装单元12)所在圆锥面的内表面配置固定支架，该固定支架用于临时固定沿圆锥面母线分布的各个矩形钢管6；

B.按预先设计的H型钢7截面尺寸，制作H型钢7，并且完成矩形钢管6的下料；

C.沿圆锥面的母线方向分别将各个矩形钢管6固定于固定支架上，调整各个矩形钢管6的定位；

D.在相邻两矩形钢管6之间置入H型钢7，并完成H型钢7与矩形钢管6的焊接连接，在焊接过程中，可以先把H型钢7的U型板翼缘9的外侧焊接完后，再焊接H型钢7的U型板翼缘9的内侧；

E.按照施工阶段验算确定的吊钩位置，将吊钩焊接在单块锥壳吊装单元12的相应位置，吊钩位置应当设置在矩形钢管6的侧面与H型钢7的平钢板腹板8之间；

F.对单块锥壳吊装单元12进行检查、纠正、调整；

G.按照设计图纸制作螺栓孔，埋件及下料孔；

H.完成各个单块锥壳吊装单元12的制作。

在本步骤中还包括对顶部小锥制作：

a.按单块锥壳吊装单元12的方式，完成顶部小锥壳5的制作；

b.钢板下料；

c.按设计图纸形状进行组对；

d.完成钢板连接处焊接；

e.进行检查、纠正、调整；

f.按照设计图纸制作螺栓孔，埋件等。

(2)钢管束组件的运输：将装配好的各段钢管束组件运输至现场，在运输及堆放期间，应采取相应措施以防止单个钢管束组件变形及损坏。

(3)准备工作：

(a)准备在装配过程中所需的工具、设备，包括：临时支撑及工具，及堆放场地；

(b)按照设计图纸，并支撑各段钢管束组件的表面进行整平和清理；

(c)根据各段钢管束组件的安装位置进行放线和标识工作。

(4)钢管束混凝土主体1的制作：

1)按施工方案分别吊装首段钢管束组件的各个单块锥壳吊装单元12，在吊装时应当采取对称吊装，并做临时支撑支架；

2)位置检查和中间验收；

3)沿拆分单元的母线方向，将各个单块锥壳吊装单元12进行焊接连接；

4)完成首段钢管束组件的装配连接，对该钢管束组件的检查及调整，使之满足设计及施工规范的要求；

5)在首段钢管束组件内浇注混凝土，完成首段钢管束混凝土分体的施工；

6)在首段钢管束混凝土分体的强度达到70％后，吊装下一段钢管束组件中的各个单块锥壳吊装单元12，并对其临时支撑；

7)位置检查和中间验收；

8)将下一段钢管束组件中的各个单块锥壳吊装单元12对应连接在首段钢管束组件上；

9)沿下一段钢管束组件中拆分单元的母线方向，焊接连接该段中各个单块吊装单元，以组成下一段钢管束组件；

10)对下一段钢管束组件进行检查及调整，使之满足设计及施工规范的要求；

11)在下一段钢管束组件内浇注混凝土，完成下一段钢管束混凝土分体的施工；

12)以此重复，直至各段钢管束混凝土分体施工完成；

13)吊装顶部锥壳5，检查合格后，并将顶部锥壳5与顶部的钢管束组件连接；

14)在顶部锥壳5内浇注混凝土。

在上述所公开的施工方法中，除了将钢管束混凝土主体1沿其轴线方向拆分成多段，还将各段钢管束组件沿圆周方向拆分成多个单块锥壳吊装单元12，采用此方式，主要是为了各个单块锥壳吊装单元12的重量能够满足起吊设备的载荷重量，当然，在实际应用时，也可不对各段钢管束组件进行径向拆分。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，包括呈圆锥状钢管束混凝土主体，其特征在于，所述钢管束混凝土主体沿其高度方向拆分成多段钢管束混凝土分体，各段钢管束混凝土分体均包括钢管束组件和浇注于该钢管束组件内的混凝土，所述钢管束组件所在的圆锥面包括若干个沿同一圆周方向分布的矩形钢管，相邻两所述矩形钢管之间通过H型钢焊接连接；相邻两所述钢管束组件的各个矩形钢管对应匹配且相对应的两矩形钢管之间通过多根连接钢筋连接。

2.根据权利要求1所述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其特征在于，所述连接钢筋设有四根且分别布置于所述矩形钢管的各个转角处，且连接钢筋与矩形钢管内壁双面焊接不小于5d，d为连接钢筋的直径。

3.根据权利要求1所述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其特征在于，所述连接钢筋在位于上方的矩形钢管内插入长度不小于40d且在位于下方的矩形钢管内插入长度不小于10d，d为连接钢筋的直径。

4.根据权利要求1所述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其特征在于，所述连接钢筋的一端设为弯钩状或直钩状，且该端部插入至位于上方的矩形钢管内。

5.根据权利要求1所述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其特征在于，还包括与所述钢管束混凝土主体相匹配的锥壳，所述锥壳内浇注有混凝土，且该锥壳内布置有多根环形拉结钢筋。

6.根据权利要求1所述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其特征在于，所述矩形钢管和H型钢的截面厚度设为4～6mm。

7.根据权利要求1所述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其特征在于，所述H型钢包括平钢板腹板和焊接于平钢板腹板两侧的U型板翼缘；所述U型板翼缘的两侧分别焊接连接于相邻两所述矩形钢管的转角处。

8.根据权利要求7所述的圆形筒仓仓底减压锥的钢管束混凝土结构，其特征在于，所述H型钢的平钢板腹板与所述矩形钢管的侧板之间的间距不大于450mm。

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