一種水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的一種水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，包括：緊貼在需要加固的水工混凝土表面上的加固鋼板；若干間隔設(shè)置在所述加固鋼板上的用于將所述加固鋼板緊固在所述需要加固的水工混凝土表面上的緊固螺栓組件；密封焊接在所述加固鋼板的周緣與需要加固的水工混凝土表面之間的焊條；以及填充在所述加固鋼板與需要加固的水工混凝土之間形成的空隙內(nèi)的灌注膠。還公開(kāi)了上述加固結(jié)構(gòu)的施工方法。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)有效地增大原水工混凝土的強(qiáng)度和整體剛度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水工混凝土加固技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)及其施工方法，適用于水閘、船閘及電站等大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的大體積水工混凝土結(jié)構(gòu)外包鋼板加固采用粘貼的方法，其工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量難以保證，耐溫耐鹽性差，在動(dòng)荷載作用下容易分離，難以起到預(yù)期的加固作用。若采用普通螺栓對(duì)鋼板進(jìn)行固定，螺帽凸出鋼板表面，一方面占用一定空間，影響整體外觀性，另一方面容易被外界作用撞壞。
[0003]為此，
【申請(qǐng)人】進(jìn)行了有益的探索和嘗試，找到了解決上述問(wèn)題的辦法，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠、外觀平整且不易被撞壞的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二在于:提供一種上述水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)的施工方法。
[0006]作為本發(fā)明第一方面的一種水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，包括:
[0007]緊貼在需要加固的水工混凝土表面上的加固鋼板；
[0008]若干間隔設(shè)置在所述加固鋼板上的用于將所述加固鋼板緊固在所述需要加固的水工混凝土表面上的緊固螺栓組件；
[0009]密封焊接在所述加固鋼板的周緣與需要加固的水工混凝土表面之間的焊條；以及
[0010]填充在所述加固鋼板與需要加固的水工混凝土之間形成的空隙內(nèi)的灌注膠。
[0011 ]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述緊固螺栓組件包括:
[0012]—預(yù)制沉杯，所述預(yù)制沉杯包括沉杯頭部以及沉杯翼緣，所述沉杯頭部安裝所述加固鋼板預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔內(nèi)且深入至所述需要加固的水工混凝土的表面內(nèi)，所述沉杯頭部的外側(cè)面向內(nèi)凹陷形成有一容置凹槽，所述沉杯頭部位于所述容置凹槽的底部開(kāi)設(shè)有一螺桿通孔，所述沉杯翼緣設(shè)置在所述沉杯頭部的外側(cè)邊緣處且壓緊在所述加固鋼板的外側(cè)面上；
[0013]—螺桿，所述螺桿的第一端穿過(guò)所述沉杯頭部上的螺桿通孔后伸入所述需要加固的水工混凝土預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔內(nèi)，所述螺桿的第二端位于所述沉杯頭部的容置凹槽內(nèi)，所述螺桿的第一端呈錐形體結(jié)構(gòu)；
[0014]—套管，所述套管套設(shè)在所述螺桿伸入所述需要加固的水工混凝土預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔的部分上，所述套管靠近所述螺桿的第一端的端部沿周向間隔設(shè)置有若干軸向延伸的條形開(kāi)槽；以及
[0015]—螺帽，所述螺帽旋設(shè)在所述螺桿的第二端上且位于所述沉杯頭部的容置凹槽內(nèi)。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述螺桿位于所述螺帽與所述沉杯頭部的容置凹槽的底面之間套設(shè)有一墊片。
[0017]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述預(yù)制沉杯的沉杯翼緣的外側(cè)面基本與所述加固鋼板的外側(cè)面齊平。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，相鄰的兩個(gè)緊固螺栓組件的間距為200mm?800mmo
[0019]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述加固鋼板上預(yù)留有至少一用于向所述加固鋼板與需要加固的水工混凝土之間形成的空隙內(nèi)填充灌注膠的灌膠孔。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述灌注膠的強(qiáng)度與所述需要加固的水工混凝土的強(qiáng)度相同，其彈性模量略低于所述需要加固的水工混凝土的彈性模量。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述密封焊接在所述加固鋼板的周緣與需要加固的水工混凝土表面之間的焊條采用角焊縫進(jìn)行焊接。
[0022]作為本發(fā)明第二方面的上述水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0023]步驟S10，在需要加固的水工混凝土表面上擬布置緊固螺栓組件的位置處預(yù)留螺栓孔，并在加固鋼板相對(duì)于需要加固的水工混凝土上的螺栓孔的位置預(yù)留螺栓孔；
[0024]步驟S20，采用緊固螺栓組件將加固鋼板緊固在需要加固的水工混凝土表面上；
[0025]步驟S30，采用焊條對(duì)加固鋼板的周緣進(jìn)行焊接，使得加固鋼板的周緣與需要加固的水工混凝土表面之間形成密封；
[0026]步驟S40，通過(guò)加固鋼板上預(yù)留的灌膠孔向加固鋼板與需要加固的水工混凝土表面之間形成的空隙內(nèi)注入灌注膠，使得加固鋼板與需要加固的水工混凝土形成整體結(jié)構(gòu)。
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述步驟S20中，所述采用緊固螺栓組件將加固鋼板緊固在需要加固的水工混凝土表面上的具體方法包括以下步驟:
[0028]步驟S21，將套管套入螺桿上，并將套有套管的螺桿打入需要加固的水工混凝土表面預(yù)留的螺栓孔內(nèi)；
[0029]步驟S21，將預(yù)制沉杯的沉杯頭部安裝在加固鋼板預(yù)留的螺栓孔內(nèi)，且預(yù)制沉杯的沉杯翼緣壓緊在加固鋼板的外側(cè)面上，并使得螺桿的第二端穿過(guò)沉杯頭部上的螺桿通孔；
[0030]步驟S21，依次將墊片和螺帽套入螺桿的第二端上，并將螺帽擰緊。
[0031]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述步驟SlO與步驟S20之間還包括一對(duì)需要加固的水工混凝土表面進(jìn)行整平并清除干凈的步驟。
[0032]由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于:
[0033]1、本發(fā)明的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)有效地增大原水工混凝土的強(qiáng)度和整體剛度；
[0034]2、采用本發(fā)明的緊固螺栓組件，螺栓凸出水工混凝土表面的結(jié)構(gòu)小，對(duì)整體外觀性影響小，且不易被撞壞；
[0035]3、本發(fā)明的加固鋼板和緊固螺栓組件采用工廠化制作，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔安裝，機(jī)械化施工程度高，對(duì)工程正常運(yùn)行影響??；
[0036]4、利用灌注膠充填需要加固的水工混凝土與加固鋼板之間形成的空隙，不但改善水工混凝土的受力效應(yīng)，而且避免了加固鋼板與空氣接觸而銹蝕。
【附圖說(shuō)明】
[0037]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2是圖1的A-A向剖視圖。
[0040]圖3是本發(fā)明的緊固螺栓組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0042]參見(jiàn)附圖，本發(fā)明的一種水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，包括加固鋼板100、若干緊固螺栓組件200、焊條300以及灌注膠400。
[0043]加固鋼板100緊貼在需要加固的水工混凝土10表面上，加固鋼板100上預(yù)留有至少一灌膠孔(圖中未示出)。
[0044]若干緊固螺栓組件200間隔設(shè)置在加固鋼板100上的用于將加固鋼板100緊固在需要加固的水工混凝土 10上。相鄰的兩個(gè)緊固螺栓組件的間距為200mm?800mm，優(yōu)選地為500mmo
[0045]焊條300密封焊接在加固鋼板100的周緣與需要加固的水工混凝土10表面之間。在本實(shí)施例中，焊條300采用角焊縫進(jìn)行焊接。
[0046]灌注膠400通過(guò)加固鋼板100上預(yù)留的灌膠孔填充在加固鋼板100與需要加固的水工混凝土 10之間形成的空隙內(nèi)。灌注膠400的強(qiáng)度與需要加固的水工混凝土 10的強(qiáng)度相同，其彈性模量略低于需要加固的水工混凝土 10的彈性模量。
[0047]緊固螺栓組件200包括預(yù)制沉杯210、螺桿220、套管230、螺帽240以及墊片250。預(yù)制沉杯210包括沉杯頭部211以及沉杯翼緣212。沉杯頭部211安裝加固鋼板100預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔110內(nèi)且深入至需要加固的水工混凝土 10的表面內(nèi)，沉杯頭部211的外側(cè)面向內(nèi)凹陷形成有一容置凹槽211a，沉杯頭部211位于容置凹槽211a的底部開(kāi)設(shè)有一螺桿通孔211b。沉杯翼緣212設(shè)置在沉杯頭部211的外側(cè)邊緣處，并且壓緊在加固鋼板100的外側(cè)面上。為了保證整體的外觀性能和不易被撞壞，預(yù)制沉杯210的沉杯翼緣212的外側(cè)面基本與加固鋼板100的外側(cè)面齊平。螺桿220的第一端221穿過(guò)預(yù)制沉杯210的沉杯頭部211上的螺桿通孔211b后伸入需要加固的水工混凝土 10預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔11內(nèi)，螺桿220的第二端222位于預(yù)制沉杯210的沉杯頭部211的容置凹槽211a內(nèi)，螺桿220的第一端221呈錐形體結(jié)構(gòu)。套管230套設(shè)在螺桿220伸入需要加固的水工混凝土 10預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔11的部分上，套管230靠近螺桿220的第一端221的端部沿周向間隔設(shè)置有若干軸向延伸的條形開(kāi)槽231。墊片250套入螺桿220的第二端222上，再將螺帽240旋設(shè)在螺桿220的第二端222上且位于預(yù)制沉杯210的沉杯頭部211的容置凹槽21 Ia內(nèi)。
[0048]本發(fā)明的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0049]步驟I，在需要加固的水工混凝土 10表面上擬布置緊固螺栓組件200的位置處預(yù)留螺栓孔11，并在加固鋼板100相對(duì)于需要加固的水工混凝土 10上的螺栓孔11的位置預(yù)留螺栓孔110;
[0050]步驟2，對(duì)需要加固的水工混凝土 10表面進(jìn)行整平并清除干凈；
[0051 ] 步驟3，采用緊固螺栓組件200將加固鋼板100緊固在需要加固的水工混凝土 10表面上。具體地，先將套管230套入螺桿220上，并將套有套管230的螺桿220打入需要加固的水工混凝土 10表面預(yù)留的螺栓孔11內(nèi)；將預(yù)制沉杯210的沉杯頭部211安裝在加固鋼板100預(yù)留的螺栓孔110內(nèi)，且預(yù)制沉杯210的沉杯翼緣212壓緊在加固鋼板100的外側(cè)面上，并使得螺桿220的第二端222穿過(guò)沉杯頭部211上的螺桿通孔211a;依次將墊片250和螺帽240套入螺桿220的第二端222上，并將螺帽240擰緊，使得螺桿220相對(duì)于套管230向外運(yùn)動(dòng)，螺桿220的第二端222形成的錐形體結(jié)構(gòu)將套管230上的條形開(kāi)槽231撐開(kāi)，使得套管230膨脹而鎖緊；
[0052]步驟4，采用焊條300對(duì)加固鋼板100的周緣進(jìn)行焊接，使得加固鋼板100的周緣與需要加固的水工混凝土 10表面之間形成密封；
[0053]步驟5，通過(guò)加固鋼板100上預(yù)留的灌膠孔向加固鋼板100與需要加固的水工混凝土 10表面之間形成的空隙內(nèi)注入灌注膠400，使得加固鋼板100與需要加固的水工混凝土 10形成整體結(jié)構(gòu)。
[0054]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 緊貼在需要加固的水工混凝土表面上的加固鋼板； 若干間隔設(shè)置在所述加固鋼板上的用于將所述加固鋼板緊固在所述需要加固的水工混凝土表面上的緊固螺栓組件； 密封焊接在所述加固鋼板的周緣與需要加固的水工混凝土表面之間的焊條；以及 填充在所述加固鋼板與需要加固的水工混凝土之間形成的空隙內(nèi)的灌注膠。2.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述緊固螺栓組件包括: 一預(yù)制沉杯，所述預(yù)制沉杯包括沉杯頭部以及沉杯翼緣，所述沉杯頭部安裝所述加固鋼板預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔內(nèi)且深入至所述需要加固的水工混凝土的表面內(nèi)，所述沉杯頭部的外側(cè)面向內(nèi)凹陷形成有一容置凹槽，所述沉杯頭部位于所述容置凹槽的底部開(kāi)設(shè)有一螺桿通孔，所述沉杯翼緣設(shè)置在所述沉杯頭部的外側(cè)邊緣處且壓緊在所述加固鋼板的外側(cè)面上； 一螺桿，所述螺桿的第一端穿過(guò)所述沉杯頭部上的螺桿通孔后伸入所述需要加固的水工混凝土預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔內(nèi)，所述螺桿的第二端位于所述沉杯頭部的容置凹槽內(nèi)，所述螺桿的第一端呈錐形體結(jié)構(gòu)； 一套管，所述套管套設(shè)在所述螺桿伸入所述需要加固的水工混凝土預(yù)先開(kāi)設(shè)的螺栓孔的部分上，所述套管靠近所述螺桿的第一端的端部沿周向間隔設(shè)置有若干軸向延伸的條形開(kāi)槽；以及 一螺帽，所述螺帽旋設(shè)在所述螺桿的第二端上且位于所述沉杯頭部的容置凹槽內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述螺桿位于所述螺帽與所述沉杯頭部的容置凹槽的底面之間套設(shè)有一墊片。4.如權(quán)利要求2所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)制沉杯的沉杯翼緣的外側(cè)面基本與所述加固鋼板的外側(cè)面齊平。5.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰的兩個(gè)緊固螺檢組件的間距為200mm?800mm。6.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加固鋼板上預(yù)留有至少一用于向所述加固鋼板與需要加固的水工混凝土之間形成的空隙內(nèi)填充灌注膠的灌膠孔。7.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述灌注膠的強(qiáng)度與所述需要加固的水工混凝土的強(qiáng)度相同，其彈性模量略低于所述需要加固的水工混凝土的彈性模量。8.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封焊接在所述加固鋼板的周緣與需要加固的水工混凝土表面之間的焊條采用角焊縫進(jìn)行焊接。9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的水工混凝土外包鋼板加固結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S10，在需要加固的水工混凝土表面上擬布置緊固螺栓組件的位置處預(yù)留螺栓孔，并在加固鋼板相對(duì)于需要加固的水工混凝土上的螺栓孔的位置預(yù)留螺栓孔； 步驟S20，采用緊固螺栓組件將加固鋼板緊固在需要加固的水工混凝土表面上； 步驟S30，采用焊條對(duì)加固鋼板的周緣進(jìn)行焊接，使得加固鋼板的周緣與需要加固的水工混凝土表面之間形成密封； 步驟S40，通過(guò)加固鋼板上預(yù)留的灌膠孔向加固鋼板與需要加固的水工混凝土表面之間形成的空隙內(nèi)注入灌注膠，使得加固鋼板與需要加固的水工混凝土形成整體結(jié)構(gòu)。10.如權(quán)利要求9所述的施工方法，其特征在于，在所述步驟S20中，所述采用緊固螺栓組件將加固鋼板緊固在需要加固的水工混凝土表面上的具體方法包括以下步驟: 步驟S21，將套管套入螺桿上，并將套有套管的螺桿打入需要加固的水工混凝土表面預(yù)留的螺檢孔內(nèi)； 步驟S21，將預(yù)制沉杯的沉杯頭部安裝在加固鋼板預(yù)留的螺栓孔內(nèi)，且預(yù)制沉杯的沉杯翼緣壓緊在加固鋼板的外側(cè)面上，并使得螺桿的第二端穿過(guò)沉杯頭部上的螺桿通孔； 步驟S21，依次將墊片和螺帽套入螺桿的第二端上，并將螺帽擰緊。11.如權(quán)利要求9所述的施工方法，其特征在于，在所述步驟SlO與步驟S20之間還包括一對(duì)需要加固的水工混凝土表面進(jìn)行整平并清除干凈的步驟。
【文檔編號(hào)】E02B3/00GK105926623SQ201610452740
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】謝先坤, 張麗芬, 朱嫕
【申請(qǐng)人】上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院有限公司