一种装配式罐体钢板‑混凝土组合构件及构件的施工方法与流程

本发明涉及一种混凝土组合构件及构件的施工方法，具体涉及一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件及构件的施工方法。

背景技术：

对于核电站安全壳、储油罐等大型能源结构工程的罐体结构，保证其结构密闭性、安全性极其重要。现有能源工程中的大型罐体结构，主要采用预应力钢筋混凝土结构和钢板-混凝土组合结构，二者均采用现场施工方法。预应力钢筋混凝土结构，现场施工时由于预应力钢筋定位复杂，易引起定位偏差而影响其整体受力性能，且现场施工难度大、周期长、造价高。钢板-混凝土组合结构现场施工时，由于存在结构模块单元内部空间狭小，钢筋管道密集，钢板侧压力要求严格，变形控制难度大等问题，现场混凝土浇筑存在困难，因此其整体受力性能也会受到不利影响。

技术实现要素：

本发明为解决能源工程中的大型罐体结构采用预应力钢筋混凝土结构，易引起定位偏差而影响其整体受力性能，施工难度大、周期长、造价高，采用钢板-混凝土组合结构现场施工时，结构模块单元内部空间狭小，钢筋管道密集，钢板侧压力要求严格，变形控制难度大等问题，现场混凝土浇筑存在困难，因此其整体受力性能也会受到不利影响的问题，进而提供一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件及构件的施工方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件,它包括外层钢板、内层钢板、混凝土块、拉筋组件、多个固定螺栓和多个栓钉，外层钢板为弧形弯板，外层钢板的内表面均布固定安装有多个栓钉，内层钢板为弧形弯板，内层钢板的外表面均布固定安装有多个栓钉，外层钢板外表面的边缘固定安装有外层钢板沿边板条，位于外层钢板上方外层钢板沿边板条的上端面均布固定安装有多个固定螺栓，位于外层钢板右侧外层钢板沿边板条的右端面均布固定安装有多个固定螺栓，位于外层钢板下方外层钢板沿边板条上加工有与外层钢板上方外层钢板沿边板条上固定螺栓一一对应的螺栓固定孔，位于外层钢板左侧外层钢板沿边板条上加工有与外层钢板右侧外层钢板沿边板条上固定螺栓一一对应的螺栓固定孔，内层钢板内表面的边缘固定安装有内层钢板沿边板条，位于内层钢板上方内层钢板沿边板条的上端面均布固定安装有多个固定螺栓，位于内层钢板右侧内层钢板沿边板条的右端面均布固定安装有多个固定螺栓，位于内层钢板下方内层钢板沿边板条上加工有与内层钢板上方内层钢板沿边板条上固定螺栓一一对应的螺栓固定孔，位于内层钢板左侧内层钢板沿边板条上加工有与内层钢板右侧内层钢板沿边板条上固定螺栓一一对应的螺栓固定孔，外层钢板和内层钢板并排设置，且外层钢板和内层钢板通过拉筋组件固定连接，混凝土块安装在拉筋组件上。

一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件的施工方法，所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：备料：准备外层钢板、内层钢板、多个固定螺栓、多个栓钉、多个耳板、多个角钢拉杆和多个角钢拉筋螺栓，以及待浇筑用的混凝土料；

步骤二：外层钢板沿边和内层钢板沿边制作加工：将外层钢板的外表面的边缘焊接安装有外层钢板沿边板条，内层钢板的内表面的边缘焊接安装有内层钢板沿边板条；

步骤三：外层钢板和内层钢板上焊接固定栓钉和耳板：外层钢板的内表面通过焊接均布固定安装有多个栓钉和多个耳板，内层钢板的外表面通过焊接均布固定安装有多个栓钉和多个耳板；外层钢板上的多个耳板和内层钢板上的多个耳板交错设置；

步骤四：外层钢板和内层钢板固定连接：外层钢板上耳板与内层钢板上相邻两个耳板之间通过角钢拉杆和角钢拉筋螺栓固定连接；

步骤五：注入混凝土料：向外层钢板和内层钢板之间注入待浇筑的混凝土料，待混凝土硬化后形成混凝土块。

本发明的有益效果是：

1、本发明是一种构造简单、施工方便且标准化程度较高的装配式钢板-混凝土组合构件及其模块化施工方法。

2、本发明结构采用工厂预制构件，现场装配拼装，施工方便，且标准化程度高，在降低成本同时也缩短了施工工期；

3、本发明结构外层钢板1和内层钢板2均焊有耳板，可通过角钢拉杆8上的角钢拉筋螺栓9与耳板7上预留的螺栓孔连接，提高构件的抗剪承载能力；

4、外层钢板1和内层钢板2均焊有栓钉5，可增大外层钢板1和内层钢板2与混凝土块3的摩擦力，防止两者滑移；

5、外层钢板1四周边缘处焊接有外层钢板沿边板条1-1，外层钢板1上外层钢板沿边板条1-1的顶端面和右端面焊接有固定螺栓4，外层钢板1上外层钢板沿边板条1-1的左端面和下端面加工有与固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，内层钢板2四周边缘处焊接有内层钢板沿边板条2-1，内层钢板2上内层钢板沿边板条2-1的顶端面和右端面焊接有固定螺栓4，内层钢板2上内层钢板沿边板条2-1的左端面和下端面加工有与固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，现场施工时相邻两个装配式罐体钢板-混凝土组合构件进行现场施工时，可以通过外层钢板沿边板条1-1上的固定螺栓4与相邻外层钢板沿边板条1-1上螺栓固定孔相配合螺纹固定连接，通过内层钢板沿边板条2-1上的固定螺栓4与相邻内层钢板沿边板条2-1上螺栓固定孔相配合螺纹固定连接，形成整体。

6、工厂预制装配式罐体钢板-混凝土组合构件时，使用自密实混凝土，在不需要振捣的情况下，混凝土能密实均匀地填满在外层钢板1和内层钢板2之间，硬化后形成装配式罐体钢板-混凝土组合构件；

7、装配式罐体钢板-混凝土组合构件的外层钢板1的边长和内层钢板2的边长大于内部混凝土块3边长，且在每个装配式罐体钢板-混凝土组合构件的外层钢板1的下方加工的外层钢板预留孔1-2，现场安装时，混凝土能够填满相邻钢板-混凝土组合构件模块间的水平腔道和竖向腔道，实现了结构的整体性与密闭安全性。

附图说明

图1是本发明装配式罐体钢板-混凝土组合构件整体结构安装示意图，图2是本发明装配式罐体钢板-混凝土组合构件整体结构示意图，图3是多个本发明装配式罐体钢板-混凝土组合构件连接示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件，它包括外层钢板1、内层钢板2、混凝土块3、拉筋组件6、多个固定螺栓4和多个栓钉5，外层钢板1为弧形弯板，外层钢板1的内表面均布固定安装有多个栓钉5，内层钢板2为弧形弯板，内层钢板2的外表面均布固定安装有多个栓钉5，外层钢板1外表面的边缘固定安装有外层钢板沿边板条1-1，位于外层钢板1上方外层钢板沿边板条1-1的上端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于外层钢板1右侧外层钢板沿边板条1-1的右端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于外层钢板1下方外层钢板沿边板条1-1上加工有与外层钢板1上方外层钢板沿边板条1-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，位于外层钢板1左侧外层钢板沿边板条1-1上加工有与外层钢板1右侧外层钢板沿边板条1-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，内层钢板2内表面的边缘固定安装有内层钢板沿边板条2-1，位于内层钢板2上方内层钢板沿边板条2-1的上端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于内层钢板2右侧内层钢板沿边板条2-1的右端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于内层钢板2下方内层钢板沿边板条2-1上加工有与内层钢板2上方内层钢板沿边板条2-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，位于内层钢板2左侧内层钢板沿边板条2-1上加工有与内层钢板2右侧内层钢板沿边板条2-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，外层钢板1和内层钢板2并排设置，且外层钢板1和内层钢板2通过拉筋组件6固定连接，混凝土块3安装在拉筋组件6上。

本实施方式中混凝土块3的高度和长度均小于两侧钢板的高度和长度，本实施方式中外层钢板1上焊接有多个栓钉5，内层钢板2上焊接有多个栓钉5，外层钢板1外表面的边缘处焊接有外层钢板沿边板条1-1，内层钢板2外表面的边缘处焊接有内层钢板沿边板条2-1。

具体实施方式二：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件，拉筋组件6包括多个耳板7、多个角钢拉杆8和多个角钢拉筋螺栓9，每个角钢拉杆8的两端分别设有角钢拉筋螺栓9，内层钢板2的外表面右上至下依次并排设有多个耳板7，且耳板7固定安装在内层钢板2上，外层钢板1的内表面依次并排设有多个耳板7，耳板7固定安装在外层钢板1上，内层钢板2上的多个耳板7和外层钢板1上的多个耳板7交错设置，且内层钢板2上一个耳板7与外层钢板1上相邻的两个耳板7设有角钢拉杆8连接，角钢拉杆8的一端与外层钢板1上的耳板7通过角钢拉筋螺栓9固定连接，角钢拉杆8的另一端与内层钢板2上的耳板7通过角钢拉筋螺栓9固定连接，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式中外层钢板1上焊接有多个耳板7，内层钢板2上焊接有多个耳板7，本实施方式中的耳板7上加工有角钢拉筋螺栓9的预留孔方便将角钢拉杆8通过角钢拉筋螺栓9安装在耳板7上，节省操作时间。

具体实施方式三：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件，所述外层钢板1靠近底端外层钢板沿边板条1-1处加工有外层钢板预留孔1-2，现场安装时，混凝土能够填满相邻钢板-混凝土组合构件模块间的水平腔道和竖向腔道，混凝土填满完成后通过激光电弧焊将各外层钢板1上预留外层钢板预留孔1-2用钢板焊接堵实，其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件的施工方法，所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：备料：准备外层钢板1、内层钢板2、多个固定螺栓4、多个栓钉5、多个耳板7、多个角钢拉杆8和多个角钢拉筋螺栓9，以及待浇筑用的混凝土料；

步骤二：外层钢板1沿边和内层钢板2沿边制作加工：将外层钢板1的外表面的边缘焊接安装有外层钢板沿边板条1-1，内层钢板2的内表面的边缘焊接安装有内层钢板沿边板条2-1；

步骤三：外层钢板1和内层钢板2上焊接固定栓钉5和耳板7：外层钢板1的内表面通过焊接均布固定安装有多个栓钉5和多个耳板7，内层钢板2的外表面通过焊接均布固定安装有多个栓钉5和多个耳板7；外层钢板1上的多个耳板7和内层钢板2上的多个耳板7交错设置；

步骤四：外层钢板1和内层钢板2固定连接：外层钢板1上耳板7与内层钢板2上相邻两个耳板7之间通过角钢拉杆8和角钢拉筋螺栓9固定连接；

步骤五：注入混凝土料：向外层钢板1和内层钢板2之间注入待浇筑的混凝土料，待混凝土硬化后形成混凝土块3。

具体实施方式五：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种装配式罐体钢板-混凝土组合构件的施工方法，所述方法还包括：步骤二中所述：外层钢板1的外表面的边缘焊接安装有外层钢板沿边板条1-1，位于外层钢板1上方外层钢板沿边板条1-1的上端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于外层钢板1右侧外层钢板沿边板条1-1的右端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于外层钢板1下方外层钢板沿边板条1-1上加工有与外层钢板1上方外层钢板沿边板条1-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，位于外层钢板1左侧外层钢板沿边板条1-1上加工有与外层钢板1右侧外层钢板沿边板条1-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，内层钢板2内表面的边缘固定安装有内层钢板沿边板条2-1，位于内层钢板2上方内层钢板沿边板条2-1的上端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于内层钢板2右侧内层钢板沿边板条2-1的右端面均布固定安装有多个固定螺栓4，位于内层钢板2下方内层钢板沿边板条2-1上加工有与内层钢板2上方内层钢板沿边板条2-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，位于内层钢板2左侧内层钢板沿边板条2-1上加工有与内层钢板2右侧内层钢板沿边板条2-1上固定螺栓4一一对应的螺栓固定孔，其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

工作原理

本发明工作时将多个装配式罐体钢板-混凝土组合构件并排排列设置，每个装配式罐体钢板-混凝土组合构件上位于外层钢板1上外层钢板沿边板条1-1上端面的固定螺栓4与上方相邻外层钢板1上外层钢板沿边板条1-1下端面对应的螺栓固定孔通过螺母螺纹连接，位于外层钢板1上外层钢板沿边板条1-1右端面的固定螺栓4与右侧相邻外层钢板1上外层钢板沿边板条1-1左端面对应的螺栓固定孔通过螺母螺纹连接，将多个装配式罐体钢板-混凝土组合构件顺次连接构成一个整体，并通过相邻装配式罐体钢板-混凝土组合构件预留外层钢板预留孔1-2注入自密实混凝土并在相邻装配式罐体钢板-混凝土组合构件形成的竖向腔道和水平腔道进行灌筑，待本层各段灌筑完毕，采用激光电弧焊将各模块钢板上外层钢板预留孔1-2用钢板焊接堵实，此后进行下一层模块拼装以及混凝土灌筑。