一种预应力预制装配式混凝土储罐及装配方法与流程

1.本发明属于仓储技术领域，具体涉及一种预应力预制装配式混凝土储罐及装配方法，适用于固体颗粒物、液体储存。


背景技术：

2.目前，国内的罐体多为小型钢结构，其单个容量小、造价高不适用于大规模生物天然气以及仓储行业。大型的钢结构罐体在保温、造价、防腐等方面均有较大劣势。
3.另外，传统现浇混凝土结构的罐体壁厚最小也有0.3米，使用的钢筋、混凝土原材消耗量较大，并且大方量的混凝土浇筑易产生裂缝、施工冷缝、空鼓等现象。在罐壁施工时，钢筋绑扎、模板支设以及混凝土浇筑等工序的施工均较为困难，并且施工的精度和进度均难以控制，在结构的受力、结构尺寸、施工工艺、耐久性、抗震和使用寿命上也有不足之处。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种预应力预制装配式混凝土储罐及装配方法，克服了现有技术中存在的问题。
5.为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种预应力预制装配式混凝土储罐，包括罐体基础、连接板和张拉板，连接板和张拉板两侧均沿其长度方向设置有半圆形凸起和半圆形凹槽，所述张拉板的半圆形凸起或半圆形凹槽与相邻连接板的半圆形凹槽或半圆形凸起相适配，所述连接板的半圆形凸起或半圆形凹槽与相邻连接板或张拉板的半圆形凹槽或半圆形凸起相适配，所述连接板和张拉板间隔配合围成储罐壁体，罐体基础与连接板和张拉板围成的储罐壁体底部配合并通过浇筑混凝土连接为整体。
6.优选的，所述储罐壁体的张拉板数量为3~4个，其余为连接板，所述张拉板设置位置为储罐壁体的三等分或者四等分处。
7.优选的，所述罐体基础为圆形，连接板和张拉板间隔配合围成储罐壁体底部为圆形，储罐壁体底部与罐体基础相适配。
8.优选的，所述连接板为长方体板，两侧分别设置有半圆形凸起和半圆形凹槽，其中半圆形凸起和半圆形凹槽均沿连接板的长度方向设置，所述连接板的半圆形凹槽内沿其长度方向预埋有止水条，所述连接板沿宽度方向内部预留有预留孔。
9.优选的，所述连接板沿宽度方向两侧厚度小，中间厚度大，并且连接板的板面可设置有预埋管和钢绞线限位器，当连接板围成储罐壁体时，钢绞线限位器处于储罐壁体的外侧。
10.优选的，所述张拉板为长方体板，两侧分别设置有半圆形凸起和半圆形凹槽，其中半圆形凸起和半圆形凹槽沿张拉板的长度方向设置，所述张拉板的半圆形凹槽内沿长度方向预埋有止水条。
11.优选的，所述张拉板一侧板面设置有一体成型的张拉加强板，张拉加强板内沿宽度方向预留有预留管道，用于穿过和锁紧钢绞线，所述预留管道一端为光孔管道，预留管道
另一端设置有张拉锁具。
12.优选的，所述张拉板沿水平方向内部预留有两个预留孔，张拉板的两个预留孔与连接板的预留孔位置相对应，所述张拉板的第一个预留孔的一端设置在张拉板的半圆形凸起侧，第一个预留孔的另一端设置在张拉加强板远离张拉板半圆形凸起的一侧，并且设置有张拉锁具，所述张拉板的第二个预留孔的一端设置在张拉板的半圆形凹槽侧，第二个预留孔的另一端设置在张拉加强板远离张拉板半圆形凹槽的一侧，并且设置有张拉锁具。
13.优选的，所述张拉加强板内设置有多个预留管道，多个预留管道沿张拉加强板的宽度方向依次平行布置，并且多个预留管道的两端交错设置。
14.优选的，一种如上所述的预应力预制装配式混凝土储罐的装配方法，包括以下步骤：步骤1：罐体基础现浇，罐体基础由钢筋、模板和混凝土浇筑而成；步骤2：连接板和张拉板预制，所述连接板和张拉板采用定型钢模具浇筑混凝土进行预制，连接板是在定型钢模具内沿板体长度方向设置多根预应力钢绞线，并且设置钢筋网片，在连接板半圆形凹槽一侧设置止水条，然后浇筑混凝土进行预制；张拉板是在定型钢模具宽度方向交错设置预留管道，并且在定型钢模具内沿板体长度方向设置多根预应力钢绞线，并设置钢筋网片，在张拉板半圆形凹槽一侧设置止水条，然后浇筑混凝土进行预制；步骤3：部分储罐壁体安装步骤3-1：第一块张拉板安装：先利用起重机将第一块张拉板放置于罐体基础周边并靠近，利用钢绞线穿过预留孔，从张拉板的半圆形凸起或半圆形凹槽一侧的预留孔穿出，第一块张拉板安装完成后利用斜支撑进行支撑；步骤3-2：第一块连接板安装：利用起重机将连接板放置于张拉板一侧并靠近罐体基础，将张拉板的半圆形凸起或半圆形凹槽与连接板的半圆形凹槽或半圆形凸起配合，并根据板间夹角控制储罐大小，将穿过张拉板预留孔的钢绞线穿过连接板的预留孔并进行设计张拉力的10%预紧（初张）使板间紧凑，同时利用斜支撑进行支撑；步骤3-3：重复连接板安装：重复安装连接板，将钢绞线穿过连接板的预留孔并进行设计张拉力的10%预紧（初张）使板间紧凑，同时利用斜支撑进行支撑；步骤3-4：第二块张拉板安装：安装到储罐壁体三等分或者四等分处，安装第二块张拉板，将连接板的半圆形凸起或半圆形凹槽与张拉板的半圆形凹槽或半圆形凸起配合，将穿过连接板预留孔的钢绞线穿过张拉板的预留孔，并利用张拉锁具进行设计张拉力的10%预紧（初张），同时利用斜支撑进行支撑；步骤3-5：储罐壁体三等分或者四等分整体外侧穿钢绞线：将多根钢绞线从第一块张拉板预留管道的张拉锁具处穿入，从光孔管道穿出，接着分别穿过多个连接板的钢绞线限位器，最后从第二块张拉板预留管道的光孔管道穿入，从张拉锁具处穿出，完成储罐壁体三等分或者四等分整体穿钢绞线。
15.步骤4：整体储罐壁体安装，将钢绞线从步骤3完成的部分储罐壁体一侧的张拉板预留孔的张拉锁具处穿入，从张拉板的半圆形凸起或半圆形凹槽一侧的预留孔穿出，接着利用起重机将连接板放置于张拉板一侧并靠近罐体基础，接着重复步骤3，完成整体储罐壁体安装，安装后进行整体体外张拉，张拉力值为设计张拉力的100%；步骤5：密封防水，使用防水密封砂浆在储罐壁体内侧沿板缝方向勾缝，勾缝完成
后，在储罐壁体底部贴止水带，并且在储罐壁体底部与罐体基础之间浇筑混凝土杯口环，将罐体基础与储罐壁体连接为整体。
16.相对于现有技术，本发明的优点在于：（1）本发明公开了一种预应力预制装配式混凝土储罐，采用预制装配式结构，连接板和张拉板采用工厂预制，最大厚度为0.155米，现场安装，通过体内和体外钢绞线张拉，可实现罐体快速、安全的施工，对于储罐壁体本身结构，不仅缩小了截面尺寸节约材料，也有效避免了大体积混凝土浇筑产生的裂缝等问题，由于构件截面优化，用料少，受力更合理抗震效果更好，而且储罐容量大、造价低；（2）本发明连接板外侧设置有钢绞线限位器，张拉板板面一侧设置有多个预留管道，多个预留管道的两端交错设置，仅在壁板中下部预留一个预留孔用作安装时的体内辅助预紧，其余钢绞线均在罐外侧张拉，在连接板外侧安装钢绞线限位器，机械或人工穿缆均可实现，钢绞线的下料切割也更为方便，并且后期对钢绞线的维护和更换也较为便捷，多根钢绞线穿过钢绞线限位器和预留管道进行体外张拉，一根钢绞线穿过连接板的张拉板的进行体内张拉，可实现储罐壁体快速、安全的施工，避免了现有多根钢绞线体内张拉在孔洞薄弱点和受力时应力集中的位置对壁板的变形、强度、耐久性产生不利影响；（3）本发明储罐壁体拼装完成后，在储罐壁体拼接缝内侧使用胶枪将密封砂浆填补空隙，勾缝至与板面齐平用以进一步密封罐体，降低止水带老化，罐体基础与连接板和张拉板围成的储罐壁体底部贴止水带配合，并通过浇筑混凝土连接为整体，密封防腐效果好。
附图说明
17.图1、本发明一种预应力预制装配式混凝土储罐的结构示意图；图2、本发明一种预应力预制装配式混凝土储罐的连接板的侧视结构示意图；图3、本发明一种预应力预制装配式混凝土储罐的张拉板的侧视结构示意图；图4、本发明一种预应力预制装配式混凝土储罐的部分连接板和张拉板主视结构示意图；图5、本发明一种预应力预制装配式混凝土储罐的部分连接板和张拉板外侧穿钢绞线俯视剖面结构示意图；图6、本发明一种预应力预制装配式混凝土储罐的部分连接板和张拉板体内穿钢绞线俯视剖面结构示意图。
18.附图标记说明：1、罐体基础；2、连接板；3、张拉板；4、半圆形凸起；5、半圆形凹槽；6、止水条；7、预留孔；8、预埋管；9、钢绞线限位器；10、张拉加强板；11、预留管道；12、张拉锁具，13、锁紧钢绞线。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例描述本发明具体实施方式：需要说明的是，本说明书示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成
的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
20.同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
21.实施例1如图1~6所示，本发明公开了一种预应力预制装配式混凝土储罐，包括罐体基础1、连接板2和张拉板3，连接板2和张拉板3两侧均沿其长度方向设置有半圆形凸起4和半圆形凹槽5，所述张拉板3的半圆形凸起4或半圆形凹槽5与相邻连接板2的半圆形凹槽5或半圆形凸起4相适配，所述连接板2的半圆形凸起4或半圆形凹槽5与相邻连接板2或张拉板3的半圆形凹槽5或半圆形凸起4相适配，所述连接板2和张拉板3间隔配合围成储罐壁体，罐体基础1与连接板2和张拉板3围成的储罐壁体底部配合并通过浇筑混凝土连接为整体。
22.实施例2优选的，如图1所示，所述储罐壁体的张拉板3数量为3~4个，其余为连接板2，所述张拉板3设置位置为储罐壁体的三等分或者四等分处。
23.所述两个张拉板3之间的连接板2的数量可以根据储罐大小进行调整，储罐大，因此两个张拉板3之间的连接板2的数量多，储罐小，因此两个张拉板3之间的连接板2的数量少。
24.优选的，如图1所示，所述罐体基础1为圆形，连接板2和张拉板3间隔配合围成储罐壁体底部为圆形，储罐壁体底部与罐体基础1相适配。
25.所述单块连接板2和张拉板3高7米，宽度1.555米，最大厚度0.155米，中间厚两边较薄形成类似加强肋结构，连接板2和张拉板3长度方向有8根预应力钢绞线，与钢筋网片的共同作用下使得连接板2和张拉板3有更高的抗拉、抗剪、抗弯曲性能，连接板2和张拉板3两端为圆形凹凸卯榫结构，可以根据设计调节板数以及板间夹角以达到控制储罐大小的目的。
26.针对储罐需要与外部进行的管道连接，通过预埋法兰或水泥套筒实现。
27.实施例3优选的，如图2所示，所述连接板2为长方体板，两侧分别设置有半圆形凸起4和半圆形凹槽5，其中半圆形凸起4和半圆形凹槽5均沿连接板2的长度方向设置，所述连接板2的半圆形凹槽5内沿其长度方向预埋有止水条6，所述连接板2沿宽度方向内部预留有预留孔7。
28.优选的，如图2所示，所述连接板2沿宽度方向两侧厚度小，中间厚度大，并且连接板2的板面设置有预埋管8和钢绞线限位器9，当连接板2围成储罐壁体时，钢绞线限位器9处于储罐壁体的外侧。
29.所述预埋管8根据储罐壁体与周围管道是否连接而选择性设置。
30.实施例4优选的，如图3所示，所述张拉板3为长方体板，两侧分别设置有半圆形凸起4和半圆形凹槽5，其中半圆形凸起4和半圆形凹槽5沿张拉板3的长度方向设置，所述张拉板3的半圆形凹槽5内沿长度方向预埋有止水条6。
31.优选的，如图4、5所示，所述张拉板3一侧板面设置有一体成型的张拉加强板10，张
拉加强板10内沿宽度方向预留有预留管道11，用于穿过和锁紧钢绞线13，所述预留管道11一端为光孔管道，预留管道11另一端设置有张拉锁具12。
32.优选的，如图4、6所示，所述张拉板3沿水平方向内部预留有两个预留孔7，张拉板3的两个预留孔7与连接板2的预留孔7位置相对应，所述张拉板3的第一个预留孔7的一端设置在张拉板3的半圆形凸起4侧，第一个预留孔7的另一端设置在张拉加强板10远离张拉板3半圆形凸起4的一侧，并且设置有张拉锁具12，所述张拉板3的第二个预留孔7的一端设置在张拉板3的半圆形凹槽5侧，第二个预留孔7的另一端设置在张拉加强板10远离张拉板3半圆形凹槽5的一侧，并且设置有张拉锁具12。
33.优选的，如图4所示，所述张拉加强板10内设置有多个预留管道11，多个预留管道11沿张拉加强板10的宽度方向依次平行布置，并且多个预留管道11的两端交错设置。
34.实施例5优选的，一种如上所述的预应力预制装配式混凝土储罐的装配方法，包括以下步骤：步骤1：罐体基础1现浇，罐体基础1由钢筋、模板和混凝土浇筑而成；步骤2：连接板2和张拉板3预制，所述连接板2和张拉板3采用定型钢模具浇筑混凝土进行预制，连接板2是在定型钢模具内沿板体长度方向设置多根预应力钢绞线，并且设置钢筋网片，在连接板2半圆形凹槽5一侧设置止水条6，然后浇筑混凝土进行预制；张拉板3是在定型钢模具宽度方向交错设置预留管道11，并且在定型钢模具内沿板体长度方向设置多根预应力钢绞线，并设置钢筋网片，在张拉板3半圆形凹槽5一侧设置止水条6，然后浇筑混凝土进行预制；步骤3：部分储罐壁体安装步骤3-1：第一块张拉板3安装：先利用起重机将第一块张拉板3放置于罐体基础1周边并靠近，利用钢绞线13穿过预留孔7，从张拉板3的半圆形凸起4或半圆形凹槽5一侧的预留孔7穿出，第一块张拉板3安装完成后利用斜支撑进行支撑；步骤3-2：第一块连接板2安装：利用起重机将连接板2放置于张拉板3一侧并靠近罐体基础1，将张拉板3的半圆形凸起4或半圆形凹槽5与连接板2的半圆形凹槽5或半圆形凸起4配合，并根据板间夹角控制储罐大小，将穿过张拉板3预留孔7的钢绞线13穿过连接板2的预留孔7并进行设计张拉力的10%预紧（初张）使板间紧凑，同时利用斜支撑进行支撑；步骤3-3：重复连接板2安装：重复安装连接板2，将钢绞线13穿过连接板2的预留孔7并进行设计张拉力的10%预紧（初张）使板间紧凑，同时利用斜支撑进行支撑；步骤3-4：第二块张拉板3安装：安装到储罐壁体三等分或者四等分处，安装第二块张拉板3，将连接板2的半圆形凸起4或半圆形凹槽5与张拉板3的半圆形凹槽5或半圆形凸起4配合，将穿过连接板2预留孔7的钢绞线13穿过张拉板3的预留孔7，并利用张拉锁具12进行设计张拉力的10%预紧（初张），同时利用斜支撑进行支撑；步骤3-5：储罐壁体三等分或者四等分整体外侧穿钢绞线：将多根钢绞线13从第一块张拉板3预留管道11的张拉锁具12处穿入，从光孔管道穿出，接着分别穿过多个连接板2的钢绞线限位器9，最后从第二块张拉板3预留管道11的光孔管道穿入，从张拉锁具12处穿出，完成储罐壁体三等分或者四等分整体穿钢绞线。
35.步骤4：整体储罐壁体安装，将钢绞线13从步骤3完成的部分储罐壁体一侧的张拉
板3预留孔7的张拉锁具12处穿入，从张拉板3的半圆形凸起4或半圆形凹槽5一侧的预留孔7穿出，接着利用起重机将连接板2放置于张拉板3一侧并靠近罐体基础1，接着重复步骤3，完成整体储罐壁体安装，安装后进行整体体外张拉，张拉力值为设计张拉力的100%；步骤5：密封防水，使用防水密封砂浆在储罐壁体内侧沿板缝方向勾缝，勾缝完成后，在储罐壁体底部贴止水带，并且在储罐壁体底部与罐体基础1之间浇筑混凝土杯口环，将罐体基础1与储罐壁体连接为整体。
36.本发明的工作原理和施工工艺如下：如图1~6所示，本发明公开了一种预应力预制装配式混凝土储罐，包括罐体基础1、连接板2和张拉板3，张拉板3的半圆形凸起4或半圆形凹槽5与相邻连接板2的半圆形凹槽5或半圆形凸起4相适配，连接板2的半圆形凸起4或半圆形凹槽5与相邻连接板2或张拉板3的半圆形凹槽5或半圆形凸起4相适配，连接板2和张拉板3间隔配合围成储罐壁体，罐体基础1与连接板2和张拉板3围成的储罐壁体底部配合并通过浇筑混凝土连接为整体，本发明通过分别预制罐体基础1、连接板2和张拉板3，通过钢绞线体内张拉和体外张拉配合，将连接板2和张拉板3间隔配合围成储罐壁体，再与罐体基础1配合，完成混凝土储罐的装配。
37.本发明采用预制装配式结构，连接板和张拉板采用工厂预制，最大厚度为0.155米，现场安装，通过体内和体外钢绞线张拉，可实现罐体快速、安全的施工，对于储罐壁体本身结构，不仅缩小了截面尺寸节约材料，也有效避免了大体积混凝土浇筑产生的裂缝等问题，由于构件截面优化，用料少，受力更合理抗震效果更好，而且储罐容量大、造价低。
38.本发明连接板外侧设置有钢绞线限位器，张拉板板面一侧设置有多个预留管道，多个预留管道的两端交错设置，仅在壁板中下部预留一个预留孔用作安装时的体内辅助预紧，其余钢绞线均在罐外侧张拉，在连接板外侧安装钢绞线限位器，机械或人工穿缆均可实现，钢绞线的下料切割也更为方便，并且后期对钢绞线的维护和更换也较为便捷，多根钢绞线穿过连接板钢绞线限位器和张拉板预留管道进行体外张拉，一根钢绞线穿过连接板和张拉板体内预留管道进行体内张拉，可实现储罐壁体快速、安全的施工，避免了现有多根钢绞线体内张拉在孔洞薄弱点和受力时应力集中的位置对壁板的变形、强度、耐久性产生不利影响。
39.本发明储罐壁体拼装完成后，在储罐壁体拼接缝内侧使用胶枪将密封砂浆填补空隙，勾缝至与板面齐平用以进一步密封罐体，降低止水带老化，罐体基础与连接板和张拉板围成的储罐壁体底部贴止水带配合，并通过浇筑混凝土连接为整体，密封防腐效果好。
40.步骤1：罐体基础1现浇罐体基础1采用圆形筏板独立基础，埋深视地区温度及地质条件决定，所述罐体基础1由钢筋、模板和混凝土浇筑而成；钢筋、模板、混凝土浇筑工作均严格执行国家现有标准。
41.步骤2：连接板2和张拉板3预制在罐体基础施工的同时，在预制厂或项目周边进行壁板的预制工作。罐体基础与壁板预制同时进行，大大缩短了施工工期，施工成本也大幅降低。壁板预制采用定型钢模具，其具有精度高、变形小、周转次数多等优点。预制采用流水化作业，模具清理组装、钢筋制安、预埋件定位固定、钢绞线张拉、混凝土浇筑、养护、脱模堆放等工序依次进行，每24小时完成一次周转，单个罐体的壁板可在一周内生产完成。为提高罐体密封性及施工精度和
速度，可在预制时将相关连接管道进行预埋，将罐体灵活与外界连接。
42.步骤3：部分储罐壁体安装和整体储罐壁体安装壁板以及筏板混凝土强度均达到设计标准后，可将壁板运输堆放至筏板上，进行安装准备工作，安装时，单个发酵罐壁板分四段环向拼装，最终首尾相接形成闭合。基本2~3天可完成一个罐体的拼装工作，精度高、高效快捷且安全。
43.张拉工艺在拼装时，使用单根钢绞线预紧，配合斜支撑固定，每段拼装完成后，外侧穿入多道钢绞线；罐体四段全部拼装完成后，进行100%张拉。同一高度的三段钢绞线需同时张拉，张拉顺序依旧从中部向两端交错进行。
44.步骤4：密封防水按照预制模具凹侧尺寸定制弧形止水条，厚度10mm，内侧间隔带有t型凸起。在预制时，将止水条平整贴在模具的凹侧，并且将t型凸起与侧边钢筋绑扎，在混凝土浇筑完成后使壁板与止水条成为整体。拼装时，密封条作为板间的柔性连接材料，可以有效填补空隙起到防水作用。壁板拼装完成后，再统一使用防水密封砂浆在内侧沿板缝方向通长勾缝。勾缝完成后，在壁板底部浇筑200mm厚混凝土杯口环，将筏板与壁板连接为整体。
45.本发明相较于传统现浇混凝土罐体结构，具有造价低、施工方便、精度高、结构稳定、工期短、抗震抗裂效果好等优点。
46.罐体施工时，首先安装第一块张拉板，调整位置及垂直度后用斜支撑固定，再通过调整斜支撑精调板体位置。吊装第二块板时，人工配合吊车将两块板凹凸卯榫处咬合并调整位置，通过预紧钢脚线将两块板拉紧，再将第二块板用斜支撑固定并微调。以此类推完成1/4罐体拼装。待罐体整体拼装完成后，分两次将张拉力提高至设计强度。张拉时，同一高度处四段钢绞线同时施力，保证环向受力均匀。
47.罐体拼装完成后，在罐体拼接缝内侧使用胶枪将密封砂浆填补空隙，勾缝至与板面齐平用以进一步密封罐体，降低止水带老化。壁板与筏板连接处采用混凝土浇筑连接。
48.上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
49.不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。