倒锥壳水塔耐久性评定及剩余寿命预测

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[整理]100m3倒锥形水塔的机械施工技术要

[整理]100m3倒锥形水塔的机械施工技术要

2923工程水塔施工组织设计审核人:编制人:编制单位:编制说明本工程为2923工程水塔,根据空军设计院设计的水塔图纸和现场勘查,结合指挥部工求工期、空防八处施工进度和实际情况,针对此工程的特殊性和专业性,为了按质、按量提前完成任务,特编制了此施工组织设计。

成都空军后鄞部水电安装队2011年5月15日一、编制依据:本编制根据建设单位要求取用中国建筑标准设计研究院编制的《国家建筑标准设计图集04S802-2》选取150m3/25m钢筋混凝土倒锥壳水塔。

二、工程概况:1、项目名称:2923工程水塔工程2、设计单位:2923工程指挥部3、施工单位:成都空军后鄞部水电安装队4、设计地点:四川省邛崃市桑园镇三、水塔施工:该水塔全高25 m ,水箱有效容积150 m3, 角为30°。

为钢筋混凝土倒锥壳形水塔,这种水塔造型美观,结构合理,施工中筒身采用滑模施工,水箱在水塔筒身下就地预制,液压提升安装,减少了高空作业,施工也比较安全。

1、基础工程基坑开挖,根据钻探资料、设计图纸和设计要求的地基承载力进行核对。

基础模板使用定型模板,模板底部设Φ20撑脚支托,外模板上下设紧线器围箍,内模板采用10×10方木支撑。

预埋地笼锚筋时,采用对称埋设并与卷扬机牵引方向一致。

在基础外预埋铁件或钢筋,以做滑升时吊笼坑地锚。

避雷接地用-40×4镀锌扁钢与基础底主钢筋连接,基础施工完毕时,检查接地情况,接地电阻不大于设计要求。

2、筒身滑模施工筒身是本工程主体结构部分,具有工程量大,作业面小,施工工期短,技术性强,高空立体交叉连续作业等特点。

因此要求施工组织严密明确,统一指挥,各负其责,确保滑模作业正常进行。

2.1 机具组装机具组装前,对所有的部件、配件及钢模进行认真的清查和核对,符合要求后方可使用。

中轴是机具组装的基准件,要求对中,置平和定向,即筒中心线和塔身中心线对准,保持上钢圈平面水平及两侧辐射梁连接座与筒身两条轴线相重合,其余部分组装顺序为:组装骨架→内模及部分操作平板→提升系统组装及试验基层钢筋绑扎焊接→安装外模及其他操作平台。

倒锥壳水塔工程

倒锥壳水塔工程
4、水箱提升同步差应控制在规定值内,超过时应及时调平。即关掉行和最快的几台千斤顶,让其余箸斤顶继续工作,调节针形阀控制其行程,直至调平,它是保证安全顺利就位的关键。
2、混凝土的配合比、原材料计量、搅拌、养护和施工缝处理,必须符合施工规范的规定。
参加交底人员:
记录人
施工技术交底记录
单位工程名称:年月日
交底项目
倒锥壳水塔工程
交底人
施工班组
内容摘要:1、配合比情况;2、冬、雨季施工注意要点;3、工艺标准及质量
要求;4、保证质量具体措施;5、容易忽略的其他问题。
3、评定混凝土强度的试块,必须按《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107一87)的规定取样、制作、养护和试验,其强度必须符合设计要求和施工规范的规定。
2、水箱模板支撑,应有足够的刚度,接缝应严密,水箱壁厚应用撑头大控制,不得用对芽螺栓及短钢筋的方法固定内外模板,吊杆穿孔预埋管及其他埋设件位置应准确。
3、水箱混凝土应采用P30防水混凝土,粗骨料粒径应为10~3Omm,混凝土坍落度宜为50~7Omm,水箱申环梁以下混凝土应连续浇筑不得留施工缝,梁上部锥壳混凝土应以自卜而上的顺序对称进行浇筑,并严格控制混凝土的厚度。
9、采用人字桅杆时,必须安装牢靠,并加设缓冲绳,吊装时要经常检查,应设专人指挥吊放材料,信号应明显,上下应密切配合,起吊时桅杆下面不准站人。
参加交底人员:
记录人
施工技术交底记录
单位工程名称:年月日
交底项目
交底人
施工班组
内容摘要:1、配合比情况;2、冬、雨季施工注意要点;3、工艺标准及质量
要求;4、保证质量具体措施;5、容易忽略的其他问题。
5、筒壁申预留门窗洞和预埋件,应按设计标高、尺寸、位置和数量在滑模前逐个准确安放,并应有临时加固措施;铁件应用短筋与主筋焊牢,出模后应及时清除表面的灰浆和混凝土。对支承杆应与环向筋点焊加固,点焊间距应不大于5Oomm,每隔1.0~1.5mm用φ12mm

国标倒锥水塔计算方式

国标倒锥水塔计算方式

国标倒锥水塔计算方式
国标倒锥水塔是大型的水处理设备,用于处理污水或淡水。

其计算方式包括以下几个方面:
1. 水塔的设计高度:设计高度是水塔整体结构的高度,包括塔身高度和顶部平台高度等。

一般来说,设计高度应根据使用要求及周边环境条件合理确定。

2. 水塔的设计直径:设计直径是水塔底部圆形直径的大小,一般根据水塔的容积和流量确定。

3. 水塔的容积计算:水塔的容积包括有效容积和超限容积两部分。

有效容积是指水塔正常使用的水量,超限容积是指水塔最大可承受的水量。

4. 水塔的壁厚计算:水塔的壁厚设计应满足安全、结构和耐久性等要求,同时考虑施工和维护的便利性。

壁厚一般采用钢筋混凝土或预应力混凝土结构。

5. 水塔的基础计算:水塔的基础设计应满足承载力、稳定性和耐久性等要求,同时考虑地质条件和周边环境因素等因素。

总之,国标倒锥水塔的计算方式需要综合考虑多个因素,包括塔身结构、容积、壁厚和基础等方面,以确保水塔具有良好的安全性、稳定性和耐久性。

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水泥混凝土耐久性评估与寿命预测研究

水泥混凝土耐久性评估与寿命预测研究

水泥混凝土耐久性评估与寿命预测研究随着生活水平的提高以及城市化进程的加速,建筑行业在我国得到了快速发展。

而作为建筑行业中的重要材料之一,水泥混凝土在建筑物的结构中扮演着非常重要的角色。

然而,由于环境气候、自然灾害等因素的影响,长期使用后水泥混凝土可能会出现各种损伤和老化现象,从而严重影响建筑的稳定性和安全性,因此,如何评估水泥混凝土的耐久性并进行寿命预测研究成为了一项非常重要的工作。

一、水泥混凝土的耐久性评估水泥混凝土的耐久性主要指其在各种环境条件下的抗损伤能力。

主要的损伤包括化学侵蚀、碳化、冻融损伤、微裂缝等。

因此,评估水泥混凝土的耐久性需要考虑各种损伤机理和环境因素。

目前,常用的水泥混凝土耐久性评估方法主要包括实验室试验、现场测量和结构状态监测等。

实验室试验:通过在实验室中模拟各种水泥混凝土所遭遇到的环境条件和损伤机理,进行试验并分析试验结果,从而评估水泥混凝土的耐久性和抗损伤能力。

例如,可以进行酸碱度试验、盐雾试验、高温试验等。

现场测量:通过在实际工程中测量水泥混凝土表层的厚度、硬度、渗透性等指标,进而评估水泥混凝土的抗损伤能力。

例如,可以用电阻率仪进行电阻率测量,以分析水泥混凝土的含水量和电学特性。

结构状态监测:通过对建筑结构进行监测,分析建筑结构的变形、应力、振动等参数,从而评估水泥混凝土的疲劳寿命和耐久性。

例如,可以使用应变计、加速度计等监测设备进行长期监测。

二、水泥混凝土的寿命预测研究水泥混凝土的寿命预测研究是指通过对水泥混凝土的耐久性评估,结合现有的建筑设计和施工技术,预测出其未来的使用寿命。

目前,常用的水泥混凝土寿命预测方法主要包括经验法、物理学模型法和数学模型法等。

经验法:依据已有的建筑工程经验和实际使用情况,对水泥混凝土的使用寿命进行预测。

例如,对于建筑的屋顶或墙体,根据常规工程设计和使用条件,可以预测出其寿命一般在20~30年左右。

物理学模型法:建立基于物理学原理的模型,通过数学模拟和仿真分析的方式,预测水泥混凝土的寿命。

倒锥壳水塔水柜地面预制方法 2工程施工建筑技术交底组织设计监理安全实施细则

倒锥壳水塔水柜地面预制方法 2工程施工建筑技术交底组织设计监理安全实施细则

第一卷倒锥壳水塔水柜地面预制方法倒锥壳水塔的水柜由下锥壳和上锥壳及3道环梁组成。

水柜下锥壳部分为薄壁斜板且随着高度变径,采用钢管架、普通钢模板外模(木模补缝)、内模挂板法施工,效果良好,一次性灌水试验均未出现漏水现象。

郑州矿务局总机厂倒锥壳水塔有效高度35m,支筒外径2.4m;水柜容积300m3,倒锥壳厚度120mm,垂直高度4.9m。

锥板水平夹角45°,锥板配置双层钢筋。

水柜地面围绕筒壁预制后液压设备整体提升就位。

第1章水柜外模支设外模的支设主要是制作弧形水平支撑杆。

弧形杆间距约1m,根据各高度段的直径分节制作。

立杆间按弧形杆间距及环向1.2m间距布置。

用300mm 宽模板按24条装饰线数量布置通长模板,然后用宽300mm、200mm、150mm和100mm的不同长度模板及三角形木模补缝。

凹形装饰线条木模芯按其规格要求固定在通长钢模的中心线上(图5-7-l)。

第2章锥壁板钢筋绑扎1. 设带止水板的钢筋撑脚,止水板厚4~6mm,钢筋¢l0~¢12,每l.0~1.5m2壁板设1个撑脚。

2.钢筋接头点焊加固。

交叉点钢筋按纵横约700mm的间距点焊(仅上层钢筋),以承受挂板及操作人员的荷重。

第3章内操作平台搭设内操作平台与外支模架相连,内部与锥板分离。

利用水柜提升杆预留孔插入12根钢管,与外架用水平杆拉结作为上层操作平台,在立杆中部设水平杆作为下层操作平台。

两层操作平台由斜拉、斜撑杆加固保持稳定。

上下操作平台铺脚手板及薄铁皮。

第4章可移动挂式模板的制作挂模尺寸约为350~800mm,用3mm厚铁皮制作。

因铁皮在受压时可自然形成一定弧度,有利于弧形锥板混凝土的成型。

铁皮两端按略大于钢筋间距倍数尺寸焊Φ12钢筋并弯钩,钢筋伸出铁皮约200mm。

在铁皮的中下部焊3个不相连的挡脚,用以支撑操作人员。

操作人员站立在挂模上时,靠人的重量压力形成挂模支撑(图5-7-2)。

用挂式模板取代难以支设的内模,可解决无模浇筑混凝土难以.保证密实度的难题,施工简便,经济实用。

港口水工建筑物检测评估与耐久性寿命预测技术

港口水工建筑物检测评估与耐久性寿命预测技术

港口水工建筑物检测评估与耐久性寿命预测技术王胜年;潘德强【摘要】对交通部新近颁布的<港口水工建筑物检测与评估技术规范>中关于已建港口水工建筑物检测与评估的前提条件、检测与评估工作的基本程序、检测评估内容及评估分级标准等主要规定作技术说明,重点介绍和说明港口水工建筑物耐久性检测与评估的相关技术规定.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】8页(P116-123)【关键词】港口水工建筑物;安全性;使用性;耐久性;检测;评估【作者】王胜年;潘德强【作者单位】中交四航工程研究院有限公司水工构造物耐久性技术交通行业重点实验室,广东广州510230;中交四航工程研究院有限公司水工构造物耐久性技术交通行业重点实验室,广东广州510230【正文语种】中文【中图分类】U65620世纪70年代以来,我国筑港业飞速发展,兴建了大量港口码头等水工建筑物,对推动我国经济的发展起到十分重要的作用。

但是,随着运行时间的延长,目前大量已建港口水工建筑物出现了材料劣化、功能降低等现象[1-2]。

业主或使用部门迫切希望对这些功能下降的建筑物及时进行检测,通过技术评估,正确掌握现有建筑物的安全性、使用性和耐久性功能。

另外,当生产、经营需要对现有建筑物进行改造时,也必需对检测结果做出正确的评估。

为统一港口水工建筑物检测与评估技术要求,提高检测与评估质量,适应水运建设工程管理需要,交通部委托中交四航工程研究院有限公司等单位制定《港口水工建筑物检测评估技术规范》(以下简称《规范》)[3]。

本《规范》对已建港口水工建筑物制定了统一的检测与评估方法。

《规范》的颁布和实施,对及时了解和掌握已建港口水工建筑物的使用状态、正确评估建筑物的安全性、使用性和耐久性具有重要的技术指导意义,也为港口水工建筑物的维修、加固或改造提供可靠的技术依据。

作为本《规范》的主要起草人,拟对《规范》中的主要技术内容作详细介绍和说明,为广大工程技术人员正确理解和使用本《规范》提供参考。

倒锥壳水塔施工技术

倒锥壳水塔施工技术

置控制点相对应 , 滑升 时用 线坠和 铅直 仪检查 是否 有移 位 , 歪扭 等现象 。5 纠偏措施 : ) 用平台倾斜 法、 改变混凝土浇筑顺序 和支 承 法 。6 纠扭 方法 : ) 采用双千斤顶纠扭法 , 千斤顶加垫铁片等方法。 水箱采用地面预制 , 液压提升到位 的施工 方法进行 施工 。当 滑模设备拆除后 , 即可 在地面围绕筒身 的支墩进行 预制水 箱模板 的安装 。首先用钢管 按计算 尺 寸搭设 外模支 撑及 混凝 土走 道脚 手架 。水箱外模支撑 脚手架 搭设 完毕 后 , 行 测量 检查 , 后安 进 然
中 图分 类 号 :U 6 . T 7 13 文 献标 识码 : B
倒锥壳水 塔 以其独 特 的外 型而 引 人注 目, 其得 到 迅 速发 紧贴模板留置 , 使 根部 与筒 壁配筋 焊接 , 出模后及 时清理 出 , 并修补 展, 它以其新颖 、 美观 、 经济型 , 满足 了人们对美观多样化 的要求 。 混凝土表面 , 预留洞 口支模 时 , 板宽 度应 比滑模 板上 口尺 寸小 模
第3 7卷 第 3 6期 20t1年 1 2月 文章 编号 :0 9 6 2 (0 )6 0 8 -2 10 — 8 5 2 1 3 —0 5 0 1
山 西 建 筑
S HANXI ARC Hn Cr URE
Vo.7 No 3 13 . 6
De . 2 1 c 01
水平撑一下斜撑 。随后 , 所有构件用塔 吊吊放至地面 。 将
模设备组装 。1 滑模装 置 : ) 模板采用 钢模板 ; 置上下两道 围 圈, 设 上 围圈距模板 的上 口距离不大 于 2 0mm; 5 围圈用槽 钢制作 , 操作 平 台与 围圈焊成 整体 ; 滑升模 板应 调整 成上 口小 , 口大。提升 下 架采用 “ 字型架 , 开” 横梁 与立柱 采用螺 栓连 接 , 每个 提升架 配一

球形水塔设计及倒锥壳水塔的改进建议

球形水塔设计及倒锥壳水塔的改进建议
[ 1] [ 2] 于万聚 . 交流电气化铁道接触网设 计基础 [ M ] . 北 京 : 中国铁道 出 版社 , 1988. 易日 . 使用 AN SY S 6 1 进行结构力学分析 [ M ] . 北京 : 北京大学出 版社 , 2002.
( 2) 可以真实体现各阶固有频率和各 阶振型, 直 观, 简便, 结果与试验测得的固有频率相符。 ( 3) 丰富了接触网动态特性研究的方法, 为有关进 一步研究提供了思路。
收稿日期 : 2004 02 03 作者简介 : 衣学波 ( 1970 ) , 男 , 工程师 , 1994 年毕业于西南交通大学 土 建结构工程专业 , 工学学士。
程设计工作, 进行总结、 改进 , 并对部分容量编制了钢 球形 水塔 和钢 筋 混凝 土 球形 水 塔铁 路 通用 图进 行 推广。 2 1 钢球形水塔设计要点 ( 1) 设计简介 钢球形水塔具有造型新颖美观、 质量轻、 施工不受 季节限制、 施工周期短 , 抗震性能好等优点 , 但也有防 腐性能较差和日常维修工作频繁、 维护费用高等缺点。 钢球水塔的保温 , 通过多年的试验表明 , 利用冰层作为 钢水箱保温层的方法是一种行之有效的保温方法。其 支承结构有两种 , 一种是钢筒壁支承, 另外一种是钢筋 混凝土筒壁支承 , 可根据需要选用。 ( 2) 钢球水箱设计 钢球形水箱生产工艺采用胀压成型工艺 , 这种工 艺不需要事先将片体压成设计弧形, 即将平板片体焊 接为多棱体球, 然后注水加压 , 使其变形成为圆滑的球 形体 , 同时通过加压还可以检验球体是否渗漏和焊接 质量。 钢球水箱的球体直径和钢板厚度根据容量、 计算 和构造要求选用。通过计算 , 钢结构水箱一般都可以 满足强度要求, 其重点应满足球形水箱支承部位的结 构稳定 ( 屈曲) 的计算和构造要求, 球体可按环形支承 线荷载计算球形结构强度和稳定, 并在球体内设加劲 肋板 , 外表面也可根据需要设纵向肋板等加固措施 , 使 球体支承部位受力面积加大, 减少应力集中现象, 并通 过加劲肋板传力达到球壳内应力分布均匀的效果。 ( 3) 支承结构设计 参考文献 :

立方米倒锥壳水塔施工方案

立方米倒锥壳水塔施工方案

500t/30m 钢筋混凝土倒锥壳水塔(不保温)施工组织设计方案(参照图集号: 94S844Z 六、 94S844六 C)一、工程概略1、工程建设概略2、建筑设计概略:本水塔由基础、筒身、环板、水箱、气窗顶盖、给排水管道、爬梯、避雷设备、照明、水位自动控制系统构成,施工程序是:现浇基础,支筒采纳支架滑升施工工艺(因本工程为特征修建物,施工要求不宜留设备工缝,包含基础及水箱,因此全力建议支筒施工采纳滑升施工工艺,以保障混凝土施工的连接续性,且施工队伍一定由在证水塔专业施工队伍肩负),现浇环板、水箱、砼抵达必定强度后拆模。

(1)基础是大悬臂圆板杯口型现浇钢筋混凝土构造、基础埋置深度2.5 米、基础外缘半经为 5.20 米,垫层砼 0.1 米厚。

(2)筒身为等截面、等壁厚、整表现浇钢筋混凝土构造,基础顶部标高为50.00 米,筒身外半经为 1.600 米,内半经为 1.400 米,壁厚为 0.18米,筒身顶部支模现浇环板作水箱支模制作的支承点。

(3)水箱为钢筋砼壳壁式整表现浇钢筋混凝土构造,外壳凹槽饰纹,拆模后先用水泥沙浆混淆灰打底压光,而后花饰大面积部分刷白色乳胶漆,凹槽及中环梁按花饰图样兰色乳漆各两遍,水箱最低水位标高 30.00 米,最高水位为 35.46 米,水箱最大直径为 15.28 米,水箱最大容量为500 立方米,水箱下壳壁厚0.14米,上壳壁厚0.070 米,水箱逆水面采纳五层防水作法一次性粉刷完成,不得留施工缝。

(4)塔内给排水系统按 3 根管道,进水管 1?0.350 米,出水管1?0.350 米,污水及溢水共管1?0.350 米,水管安装由巻杨机吊到塔内由下至上安装,刷防锈漆两遍。

3、构造设计概略:设计技术条件:容积为 500 立方米,水塔在效高度为 30 米,地基荷载为 20 吨/ 平方米,基本风压 25 ㎏/ 平方米,地震烈度为 8Ⅱ级,本工程采纳钢筋砼独立园型大悬板杯口基础,钢筋砼筒体构造,混凝土垫层。

120m^3倒锥壳水塔裂缝的修复

120m^3倒锥壳水塔裂缝的修复

120m^3倒锥壳水塔裂缝的修复
张凡;张淑梅;张春波
【期刊名称】《煤炭技术》
【年(卷),期】2000(19)3
【摘要】分析了倒锥壳水塔裂缝产生的原因 ,阐述了对其加固措施 ,指出了对水塔裂缝的处理方法。

【总页数】1页(P36-36)
【关键词】倒锥壳水塔;裂缝;修复;水塔
【作者】张凡;张淑梅;张春波
【作者单位】鹤佳公路指挥部;鹤岗矿务局
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.342
【相关文献】
1.倒锥壳水塔裂缝事故处理 [J], 王慰雄;胡品朝
2.球形水塔设计及倒锥壳水塔的改进建议 [J], 衣学波
3.液压滑模法在水塔施工中的应用——以某电厂钢筋混凝土倒锥壳水塔为例 [J], 卜伟斐
4.倒锥壳水塔水柜提升施工技术——300m3倒锥壳钢筋砼水塔 [J], 李元林;任雪山
5.倒锥壳水塔水柜提升施工技术——300m^3倒锥壳钢筋砼水塔 [J], 李元林;任雪山
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基于时变可靠指标的桥梁剩余寿命预测

基于时变可靠指标的桥梁剩余寿命预测

基于时变可靠指标的桥梁剩余寿命预测
刘燕如;王寓喆;孙艺利
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2011(000)011
【摘要】桥梁结构剩余寿命的预测对结构的安全使用具有重要指导意义。

服役桥梁结构的抗力随时间逐渐退化,车辆荷载也是随时间变化的随机变量。

本文采用时间离散法计算结构时变可靠指标,进而推知结构的剩余寿命。

【总页数】4页(P60-63)
【作者】刘燕如;王寓喆;孙艺利
【作者单位】西安中交公路岩土工程有限责任公司,陕西西安710075;陕西省宝鸡市公路管理处,陕西宝鸡721000;长安大学,陕西西安710064
【正文语种】中文
【中图分类】U441;TU311.2
【相关文献】
1.基于时变可靠度理论的既有桥梁结构动态可靠度指标计算
2.基于时变可靠度理论的在役海洋平台结构构件剩余寿命预测
3.考虑目标可靠指标时变的既有桥梁动态可靠度评估
4.考虑目标可靠指标时变的既有桥梁动态可靠度评估
5.基于时变可靠度理论的桥梁评估和剩余寿命预测
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耐压锥柱结合壳疲劳寿命有限元预测

耐压锥柱结合壳疲劳寿命有限元预测

耐压锥柱结合壳疲劳寿命有限元预测
李良碧;王自力;孙强
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】2004(26)4
【摘要】本文首先介绍了基于有限元疲劳寿命的理论基础和分析方法 ,然后建立锥柱结合壳有限元分析模型 ,经计算 ,疲劳寿命结果与试验数据相符 ,而局部应力应变法估算的疲劳寿命误差较大。

本文最后得出用有限元方法估算疲劳寿命不但可靠度高 ,而且可以方便地修改计算参数 ,进行结构优化 ,提高了计算的准确性和运算效率 ,极大程度地降低了人工费用。

【总页数】4页(P37-40)
【关键词】船舶;锥柱结合壳;疲劳寿命;有限元
【作者】李良碧;王自力;孙强
【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院;江苏科技大学;上海交通大学船舶与海洋工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U661.4
【相关文献】
1.潜艇耐压艇体纵筋加强锥—柱结合壳结构行为的分析 [J], 白雪飞;郭日修
2.潜艇锥柱结合壳焊趾表面裂纹疲劳寿命计算 [J], 黄小平;崔维成;石德新
3.锥-环-柱结合壳和锥-柱结合壳应力的近似解 [J], 戴自昶
4.潜艇耐压锥柱结合壳断裂失效J积分有限元分析 [J], 李良碧;尹群;罗广恩;王珂
5.加肋锥-环-柱结合壳与加肋锥-柱结合壳\r极限承载能力的比较 [J], 尹江南;吕岩松
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倒锥壳水塔耐久性评定及剩余寿命预测
目前,我国大多数的倒三锥壳水塔已经普遍使用了20~30年,由于长期暴露在外,部分水塔混凝土结构未到设计使用寿命便出现了严重的耐久性问题。

对使用一定年限的钢筋混凝土结构进行结构检测,并对其耐久性评定和剩余寿命预测是十分必要的,不仅可以揭示潜在危险,及时做出维修,加固或拆除决策,避免重大事故的发生,做到防范于未然。

标签:倒锥壳水塔;耐久性评定;剩余寿命;结构检测
当前,我国大多数的倒锥壳水塔已使用了20~30年,由于长期暴露在外,混凝土碳化十分严重,同时由于钢筋保护层的失效导致水箱壳体钢筋严重锈蚀,水箱壳体的漏水问题普遍存在,亟需通过结构检测,综合评定其混凝土结构的耐久性,并对其剩余使用年限进行预测。

文章以湖南某倒锥壳水塔为研究对象,通过分析该结构的混凝土碳化深度、保护层厚度、混凝土强度退化、钢筋锈蚀状况和环境温度进行了详细的现场勘察和检测;结合现行混凝土结构耐久性评定规范,对该倒锥壳水塔的剩余寿命进行预测,并给出了加固和改造建议。

1 工程概况
某倒锥壳水塔位于湖南省湘潭市,建于1984年,建成并投入使用至今已近30年。

该水塔为钢筋混凝土结构,支筒高30m,最大蓄水体积200m3,支筒混凝土为C35,水箱、人井及人井平台混凝土为C30,水箱下环梁混凝土为C25,按国家相关标准图集建造。

2 现场检测结果
在进行现场检测时,主要采用无损检测方法、局部破损方法以及观察法进行检测。

现场调查了该水塔结构形式及布局,水塔处于露天大气污染环境中,水塔周围地基稳定,周围无经常性、明显影响结构安全的振动。

检查了水塔基础、支筒及水箱、下壳环梁、人井及人井平台等主要承重结构,水塔基础、支筒及水箱、下壳环梁、人井及人井平台无明显变形,水塔无明显倾斜及沉降裂缝,性能目前表现良好;但水箱下壳发现多处明显裂缝,出现长期渗漏现象,最大裂缝宽度达到2.0mm,受力钢筋多处出现锈蚀,部分钢筋锈蚀严重;支筒发现多处明显裂缝,特别是在孔洞附近,最大裂缝宽度达到2.2mm。

水箱上壳混凝土保护层崩落,出现明显的主筋锈蚀;支筒混凝土环向出现多处混凝土保护层崩落,环向钢筋出现锈蚀;每层的人井平台钢筋外露,出现明显锈蚀。

具体本次检测得到的检测数据见表1。

3 水塔建成至钢筋开始锈蚀的计算
结合《混凝土结构耐久性评定标准》[10](CECS220:2007),钢筋开始锈蚀时间应考虑碳化速率、保护层厚度和局部环境的影响,可按式(1)估算:
式中:ti-结构建成至钢筋开始锈蚀的时间;Kk、Kc、Km-碳化速率、保护层厚度、局部环境对钢筋开始锈蚀时间的影响系数。

3.1 碳化系数k的确定
式中:xc-实测碳化深度(mm);t0-结构建成之检测时的时间。

根据检测结果和公式(2),求得k=3.65。

3.2 碳化速率、保护层厚度和局部环境影响系数的确定
根据本次检测结果,结合《工业建筑可靠性鉴定标准》[9](GB 50144-2008)和《混凝土结构耐久性评定标准》[10](CECS220:2007)得出各耐久性影响系数见表2。

表2 碳化速率、保护层厚度和局部环境影响系数
根据式(1)和表2的结果,可求得结构建成至钢筋开始锈蚀的时间ti=16.0年。

4 保护层锈胀开裂的时间的计算
保护层锈胀开裂时间应考虑保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、环境温度、环境湿度以及局部环境的影响,可按下式估算:
式中:tcr-保护层锈胀开裂的时间;tc-钢筋开始锈蚀至保护层锈胀开裂的时间;A-对室外墙板取A=4.9;Hc、Hf、Hd、HT、HRH、Hm-保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、环境温度、环境湿度、局部环境对保护层锈胀开裂时间的影响系数。

根据本次检测结果表1,结合《工业建筑可靠性鉴定标准》[9](GB 50144-2008)和《混凝土结构耐久性评定标准》[10](CECS220:2007)得出各影响系数见表3。

表3 各对保护层锈胀开裂时间的影响系数
根据表3和公式(3)和(4),可求得保护层锈胀开裂的时间tcr=34.5年。

5 混凝土表面出现可接受最大外观损伤的时间的计算
混凝土表面出現可接受最大外观损伤的时间应考虑保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、环境温度、环境湿度以及局部环境的影响,可按下式估算:
式中:td-混凝土表面出现可接受最大外观损伤的时间;tcl-钢筋开始锈蚀至混凝土表面出现可接受最大外观损伤的时间;B-室外墙、板取B=8.09;Fc、Ff、Fd、FT、FRH、Fm-保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、环境温度、环境湿度、局部环境对混凝土表面出现可接受最大外观损伤时间的影响系数。

根据本次检测结果表1,结合《工业建筑可靠性鉴定标准》[9](GB 50144-2008)和《混凝土结构耐久性评定标准》[10](CECS220:2007)得出各影响系数见表4。

表4 各对混凝土表面出现可接受最大外观损伤时间的影响系数
根据表4和公式(5)和(6),可求得混凝土表面出现可接受最大外观损伤的时间td=48.6年。

从计算结果分析,水箱下壳发现多处明显裂缝,出现长期渗漏现象,受力钢筋多处出现锈蚀,部分钢筋锈蚀严重。

水箱上壳混凝土保护层崩落,出现明显的主筋锈蚀。

当前的使用时间是30年,预测结构建成至保护层锈胀开裂时间是34.5年,这与实际调查情况比较符合。

虽然最后预测混凝土表面出现可接受最大外观损伤的时间在18年后,但结构构件的承载力已不满足要求,为预防潜在风险,建议进行加固维修处理。

6 结束语
随着一大批混凝土建筑进入老化阶段,越来越多的业主在对既有建筑物的检测和鉴定过程中,提出耐久性评定和剩余寿命预测的要求。

可以说,如何对这些建筑进行科学的耐久性、经济性评定以及剩余寿命的预测,是当今土木工程领域的研究热点。

通过对实际案例的检测分析,可对其他钢筋混凝土建筑的耐久性鉴定,提供一定参考作用。

参考文献
[1]卢木,等.混凝土耐久性研究现状和研究方向[J].工业建筑,1997.
[2]钟大鸣,等.结构可靠性鉴定与耐久性评估[J].建筑结构学报,1999.
[3]GB/T50344-2004.建筑结构检测技术标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[4]GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[5]GB50144-2008.工业建筑可靠性鉴定标准[S].北京:中国计划出版社,2009.
[6]CECS220:2007.混凝土结构耐久性评定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[7]牛荻涛,王艳,连晖,等.工业厂房耐久性评定及剩余寿命预测[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.
作者简介:王猛(1982,3-),男,湖南桃江人,硕士,工程师,一级注册结构工程师,研究方向:建筑结构设计。

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