[发明专利]圆拱形壳体基础的加强装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆拱形壳体基础的加强装置，尤其设计一种圆拱形壳体基础的不均匀沉降的修复装置。

背景技术

煤气柜作为煤气系统的主要存储和调峰设备，其技术在冶金、石化和城市煤气行业得到广泛应用。宝钢现有8座煤气柜，其中2#转炉煤气柜建于1992年，属于国内第一次自主设计制造。投产十余年后，该煤气柜圆拱形壳体的基础部分发生不均匀的沉降，导致基础上方的圆拱形壳体底板焊缝被拉裂，，煤气柜底部周围的环型基础梁也出现了径向裂缝，煤气泄漏，严重威胁人生和设备安全。

转炉煤气柜的原有基础结构如附图中图1所示，环形基础梁1下以钢管桩2支承，煤气柜圆拱形壳体钢底板呈穹顶形，矢高2250mm，半径147.9m，和柜体上部活塞顶板形状一致。钢底板坐落在以亚粘土或山皮石回填土支承的混凝土底板基础上，中间依次填50mm厚沥青砂浆3,200mm厚素混凝土板4和100mm厚矿渣混凝土垫层5。

如附图中图2所示，原有煤气柜壳体基础底板在1-16，6-21，10-25，13-28四个轴线方向基础的标高比设计值出现不同程度的降低，如图3煤气柜基础设计与沉降对比图，中心的标高由原设计值2250mm下降至1731mm，沉降最为明显，其他部位值也有不同程度下降，这样便形成了底板中心点与周围的相对沉降差，原因如下：

由于重力载荷等作用，煤气柜体会产生沉降，周围的环型基础梁1下因为有钢管桩2支承，沉降相对较少，而柜体钢底板下的天然地基及回填土，经过长时间的载荷作用，地基软土层逐渐压缩，沉降较为明显。这样穹顶形混凝土底板及垫层的垂直载荷受力就会横向转移，支承在周围的环型基础梁1上，底板由此产生的推力也由其承担。由于穹顶形混凝土板的半径很大，而矢高较小，形成的推力使环形基础梁1承受很大的环向拉力，使环梁产生变形出现横向裂缝。混凝土底板亦随地基软土层向下沉降，也必然造成钢底板与混凝土底板脱空或形成褶皱，局部失稳，容易损坏。

发明内容

本发明目的在于，提供一种圆拱形壳体基础的加强装置，安装在原有的圆拱体壳体基础上，减缓柜体进一步沉降，解决因为柜体底板不均匀沉降而造成底板焊缝拉裂的问题，并减轻环形基础梁环向拉力，防止变形和产生横向裂缝，从而消除因为以上情况可能发生柜体气体泄漏危害人员设备安全的隐患存在。

为实现以上目的，本发明在原有的圆拱形壳体基础上环形基础梁的内侧弹性固定连接一钢环梁，另在原混凝土底板中加一层穹形钢筋混凝土层，设置在原素混凝土层和沥青层之间，周边与上述新设钢环梁固定连接。

本发明所述圆拱形壳体基础的加强装置，新设钢筋混凝土层与钢环梁之间是焊接。

本发明所述圆拱形壳体基础的加强装置，还包括弧形角钢，支撑在钢筋混凝土层与钢环梁的连接处下方，通过螺栓定位，并焊接固定。

本发明所述圆拱形壳体基础的加强装置，钢环梁和环形基础梁之间是用弹簧板固定的，弹簧板的数量至少60个，并等距离设置。

本发明所述圆拱形壳体基础的加强装置，在环形基础梁内侧预设有若干埋件，上述弹簧板一端焊接在埋件上，另一端焊接在钢环梁上。

本发明所述圆拱形壳体基础的加强装置，所设置的钢筋混凝土层厚度在100mm～200mm之间。

本发明所述圆拱形壳体基础的加强装置，所设置的钢筋混凝土层的钢筋密度不低于10cm×10cm。

本发明所述圆拱形壳体基础的加强装置，可用于干式煤气柜或其他化学储运柜的基础修复。

2005年5月起，宝钢对2#转炉煤气柜的基础沉降问题，应用本发明技术在原基础上实施了设计改造。于9月消缺改造工作结束，煤气柜顺利投运，使煤气柜的基础设计成为一个新的整体穹形结构。投运至今，没有发现基础沉降情况，柜体钢底板焊缝裂纹以及环形基础梁径向裂纹也没有出现进一步恶化的迹象，更无煤气泄漏事故发生，生产安全得到保证，效果显著。

附图说明

图1为煤气柜原有基础结构示意图

图2为煤气柜原有基础的沉降情况示意图

图3为煤气柜原有基础的设计与沉降对比图

图4为本发明钢环梁的结构示意图

图5为本发明煤气柜改造后基础结构示意图

附图标号说明：

1、环形基础梁  2、钢管桩  3、沥青层  4、素混凝土层  5、矿渣垫层

6、新增钢环梁  7、新增钢筋混凝土层  8、弹簧板  9、填充沥青

10、弧形角钢   11、钢梁对接作业坑  12、埋件

具体实施方式