專利名稱：圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，尤其設(shè)計(jì)一種圓拱形殼體 基礎(chǔ)的不均勻沉降的修復(fù)裝置。
背景技術(shù)：
煤氣柜作為煤氣系統(tǒng)的主要存儲(chǔ)和調(diào)峰設(shè)備，其技術(shù)在冶金、石化和城市煤氣行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。寶鋼現(xiàn)有8座煤氣柜，其中2#轉(zhuǎn)爐煤氣柜建于1992 年，屬于國內(nèi)第一次自主設(shè)計(jì)制造。投產(chǎn)十余年后，該煤氣柜圓拱形殼體的 基礎(chǔ)部分發(fā)生不均勻的沉降，導(dǎo)致基礎(chǔ)上方的圓拱形殼體底板焊縫被拉裂，， 煤氣柜底部周圍的環(huán)型基礎(chǔ)梁也出現(xiàn)了徑向裂縫，煤氣泄漏，嚴(yán)重威脅人生 和設(shè)備安全。轉(zhuǎn)爐煤氣柜的原有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如附圖中圖1所示，環(huán)形基礎(chǔ)梁1下以鋼管 樁2支承，煤氣柜圓拱形殼體鋼底板呈穹頂形，矢高2250mm，半徑147.9m， 和柜體上部活塞頂板形狀一致。鋼底板坐落在以亞粘土或山皮石回填土支承 的混凝土底板基礎(chǔ)上，中間依次填50mm厚瀝青砂漿3， 200mm厚素混凝土板 4和lOOmm厚礦渣混凝土墊層5。如附圖中圖2所示，原有煤氣柜殼體基礎(chǔ)底板在1-16， 6-21， 10-25， 13-28四個(gè)軸線方向基礎(chǔ)的標(biāo)高比設(shè)計(jì)值出現(xiàn)不同程度的降低，如圖3煤氣 柜基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與沉降對(duì)比圖，中心的標(biāo)高由原設(shè)計(jì)值2250mm下降至1731mm， 沉降最為明顯，其他部位值也有不同程度下降，這樣便形成了底板中心點(diǎn)與 周圍的相對(duì)沉降差，原因如下-由于重力載荷等作用，煤氣柜體會(huì)產(chǎn)生沉降，周圍的環(huán)型基礎(chǔ)梁l下因 為有鋼管樁2支承，沉降相對(duì)較少，而柜體鋼底板下的天然地基及回填土， 經(jīng)過長時(shí)間的載荷作用，地基軟土層逐漸壓縮，沉降較為明顯。這樣穹頂形 混凝土底板及墊層的垂直載荷受力就會(huì)橫向轉(zhuǎn)移，支承在周圍的環(huán)型基礎(chǔ)梁 1上，底板由此產(chǎn)生的推力也由其承擔(dān)。由于穹頂形混凝土板的半徑很大， 而矢高較小，形成的推力使環(huán)形基礎(chǔ)梁l承受很大的環(huán)向拉力，使環(huán)梁產(chǎn)生變形出現(xiàn)橫向裂縫?；炷恋装逡嚯S地基軟土層向下沉降，也必然造成鋼底 板與混凝土底板脫空或形成褶皺，局部失穩(wěn)，容易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，提供一種圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，安裝在原有的 圓拱體殼體基礎(chǔ)上，減緩柜體進(jìn)一步沉降，解決因?yàn)楣耋w底板不均勻沉降而 造成底板焊縫拉裂的問題，并減輕環(huán)形基礎(chǔ)梁環(huán)向拉力，防止變形和產(chǎn)生橫 向裂縫，從而消除因?yàn)橐陨锨闆r可能發(fā)生柜體氣體泄漏危害人員設(shè)備安全的 隱患存在。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明在原有的圓拱形殼體基礎(chǔ)上環(huán)形基礎(chǔ)梁的內(nèi)側(cè) 彈性固定連接一鋼環(huán)梁，另在原混凝土底板中加一層穹形鋼筋混凝土層，設(shè) 置在原素混凝土層和瀝青層之間，周邊與上述新設(shè)鋼環(huán)梁固定連接。
本發(fā)明所述圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，新設(shè)鋼筋混凝土層與鋼環(huán)梁之 間是焊接。
本發(fā)明所述圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，還包括弧形角鋼，支撐在鋼筋 混凝土層與鋼環(huán)梁的連接處下方，通過螺栓定位，并焊接固定。
本發(fā)明所述圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，鋼環(huán)梁和環(huán)形基礎(chǔ)梁之間是用
彈簧板固定的，彈簧板的數(shù)量至少60個(gè)，并等距離設(shè)置。
本發(fā)明所述圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，在環(huán)形基礎(chǔ)梁內(nèi)側(cè)預(yù)設(shè)有若干
埋件，上述彈簧板一端焊接在埋件上，另一端焊接在鋼環(huán)梁上。
本發(fā)明所述圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，所設(shè)置的鋼筋混凝土層厚度在
100mm 200mm之間。
本發(fā)明所述圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，所設(shè)置的鋼筋混凝土層的鋼筋 密度不低于10cmX10cm。
本發(fā)明所述圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，可用于干式煤氣柜或其他化學(xué) 儲(chǔ)運(yùn)柜的基礎(chǔ)修復(fù)。
2005年5月起，寶鋼對(duì)2tt轉(zhuǎn)爐煤氣柜的基礎(chǔ)沉降問題，應(yīng)用本發(fā)明技術(shù) 在原基礎(chǔ)上實(shí)施了設(shè)計(jì)改造。于9月消缺改造工作結(jié)束，煤氣柜順利投運(yùn)， 使煤氣柜的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成為一個(gè)新的整體穹形結(jié)構(gòu)。投運(yùn)至今，沒有發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ) 沉降情況，柜體鋼底板焊縫裂紋以及環(huán)形基礎(chǔ)梁徑向裂紋也沒有出現(xiàn)進(jìn)一步惡化的跡象，更無煤氣泄漏事故發(fā)生，生產(chǎn)安全得到保證，效果顯著。


圖1為煤氣柜原有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為煤氣柜原有基礎(chǔ)的沉降情況示意圖 圖3為煤氣柜原有基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與沉降對(duì)比圖 圖4為本發(fā)明鋼環(huán)梁的結(jié)構(gòu)示意圖 圖5為本發(fā)明煤氣柜改造后基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖
附圖標(biāo)號(hào)說明-
1、環(huán)形基礎(chǔ)梁2、鋼管樁3、瀝青層4、素混凝土層5、礦渣墊層 6、新增鋼環(huán)梁7、新增鋼筋混凝土層8、彈簧板9、填充瀝青 10、弧形角鋼11、鋼梁對(duì)接作業(yè)坑12、埋件
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其主要特征在于，包括一鋼
環(huán)梁和一鋼筋混凝土層，其發(fā)明流程如下
第一步首先對(duì)原有混凝土底板及基礎(chǔ)進(jìn)行處理，考慮清除鋼底板及瀝 青砂漿層3后，將原有混凝土底板全部鑿除。第二步涉及防止底板沉降和 承擔(dān)穹形底板推力的結(jié)構(gòu)措施，并與原環(huán)形基礎(chǔ)梁進(jìn)行彈性連接。第三步-設(shè)計(jì)新的鋼筋混凝土底板結(jié)構(gòu)，與新增鋼環(huán)梁固定，并最終與基礎(chǔ)環(huán)梁成為 一個(gè)新的穹形整體結(jié)構(gòu)。第四步按原設(shè)計(jì)的程序鋪設(shè)瀝青砂漿層及鋼底板。 下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例作進(jìn)一步說明 如附圖4，在原環(huán)形基礎(chǔ)梁1的內(nèi)側(cè)設(shè)置一個(gè)防止底板沉降和承擔(dān)穹形 底板推力的結(jié)構(gòu)措施——鋼環(huán)梁6，并與原環(huán)形基礎(chǔ)梁1進(jìn)行彈性連接。此
鋼環(huán)梁6用30-40mm厚Q345鋼板加工而成，為了便于安裝，此鋼環(huán)梁6分成 若干小段現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接成為一個(gè)整體；鋼環(huán)梁6的外徑尺寸略小于原環(huán)形基 礎(chǔ)梁1內(nèi)徑尺寸；整體至少高1M，上表面與原環(huán)形基礎(chǔ)梁1標(biāo)高一致；在鋼 環(huán)梁6外沿上沿周邊等距設(shè)置至少60個(gè)彈簧板8，在原有鋼筋混凝土環(huán)形基 礎(chǔ)梁1內(nèi)側(cè)壁上的相應(yīng)位置增設(shè)埋件12，彈簧板8與之相焊，同時(shí)在鋼環(huán)梁6與環(huán)形基礎(chǔ)梁1之間空隙填充瀝青9;這樣，新增的鋼環(huán)梁6就與原環(huán)形基 礎(chǔ)梁1通過埋設(shè)件和彈簧板的焊接成為一個(gè)整體。再則，在原素混凝土層4 基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)一層100-200m厚的鋼筋混凝土層7，鋼筋結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)殼體基礎(chǔ)呈 一個(gè)圓拱形，鋼筋密度不低于10cmX10cm。鋼筋結(jié)構(gòu)與焊接在鋼環(huán)梁6內(nèi)側(cè) 的弧形角鋼10連接，并使用螺栓進(jìn)行定位，加焊接固定。這樣100-200mm 厚的新增鋼筋混凝土層7結(jié)構(gòu)就與新增鋼環(huán)梁6，原有的環(huán)形基礎(chǔ)梁1成為 一個(gè)整體的穹形結(jié)構(gòu)。當(dāng)柜底的回填土產(chǎn)生沉降時(shí)，柜體的穹頂形鋼底板會(huì) 支承在鋼環(huán)梁上，其垂直的載荷受力通過鋼筋混凝土層7以及鋼環(huán)梁6經(jīng)由 彈簧板8傳遞至原有的鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)梁1上，而原有環(huán)形基礎(chǔ)梁1下 的鋼管柱2基本能滿足承載要求。柜體內(nèi)的煤氣等產(chǎn)生的壓力、板至板推力 產(chǎn)生的環(huán)向拉力也由鋼環(huán)梁6承擔(dān)，基礎(chǔ)沉降的問題得以解決。
在具體實(shí)施中，鋼環(huán)梁由加工廠加工制作，并經(jīng)預(yù)組裝(在加工廠制作 一根3m長的弧形樣板進(jìn)行檢驗(yàn))合格后，分18段運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)。在現(xiàn)場(chǎng)拼裝成 6大段，利用50. 5t吊機(jī)將鋼環(huán)梁安裝于環(huán)行基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)。對(duì)開挖的基坑，要 求坑寬1000,深800，而在鋼環(huán)梁對(duì)接焊口處，為便于作業(yè)人員操作，須開 挖寬700,長1500，深1800的鋼梁對(duì)接作業(yè)坑11。安裝鋼環(huán)梁時(shí)確保周全 水平，并保證上表面標(biāo)高與原環(huán)形基礎(chǔ)梁一致。另外破除圖1原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)，并按照附圖5鋪設(shè)新的礦渣墊層5、混凝土結(jié)構(gòu)層4、鋼筋混凝土層7 以及防腐瀝青層3。
權(quán)利要求
1. 一種圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，包括環(huán)形基礎(chǔ)梁，其特征在于，還包括一鋼環(huán)梁，與圓拱形殼體基礎(chǔ)上的環(huán)形基礎(chǔ)梁的內(nèi)側(cè)彈性固定連接；一鋼筋混凝土層，呈穹形，設(shè)在原素混凝土層和瀝青層之間，其周邊與所述鋼環(huán)梁固定連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其特征在于所述鋼筋 混凝土層與鋼環(huán)梁之間是焊接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其特征在于還包 括弧形角鋼，支撐在所述鋼筋混凝土層與鋼環(huán)梁的連接處下方，通過螺栓 定位，并焊接固定。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其特征在于所述 鋼環(huán)梁與環(huán)形基礎(chǔ)梁之間的是通過若干個(gè)彈簧板進(jìn)行連接的。
5. 如權(quán)利要求4所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其特征在于所述彈簧板的數(shù)量為至少60個(gè)，等距離設(shè)置。
6. 如權(quán)利要求4所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其特征在于在所述環(huán)形基礎(chǔ)梁內(nèi)側(cè)預(yù)設(shè)有若干埋件，所述彈簧板一端焊接在埋件上，另一端焊 接在所述鋼環(huán)梁上。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其特征在于所述鋼筋混凝土層厚度為100腿 200mm。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，其特征在于所述 鋼筋混凝土層的鋼筋密度不低于10cmX10cm。
9. 如權(quán)利要求1所述的圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置的用途，其特征在于用 于干式煤氣柜的基礎(chǔ)修復(fù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圓拱形殼體基礎(chǔ)的加強(qiáng)裝置，用于修復(fù)圓拱形殼體底部基礎(chǔ)不均勻沉降問題。它主要包括一個(gè)設(shè)置在殼體底部環(huán)形基礎(chǔ)梁內(nèi)側(cè)的鋼環(huán)梁結(jié)構(gòu)，以及混凝土底板中增加的鋼筋混凝土層，通過焊接固定形成一個(gè)整體的穹形結(jié)構(gòu)承載受力，從而解決了圓拱形殼體底部的不均勻沉降，以及由此發(fā)生的基礎(chǔ)環(huán)梁、殼體鋼底板裂縫等等問題，消除了殼體內(nèi)有害化學(xué)品如煤氣泄漏等安全隱患，效果顯著。適于在煤氣柜等化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行推廣。
文檔編號(hào)E02D27/32GK101230582SQ20071003669
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者傅金華, 周宏林, 王漢忠, 胡繼明 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司