专利名称：钢和混凝土组合柱结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单缝隙式火车卸煤沟混凝土柱加固改造结构，尤其涉及一种钢和混凝土组合柱结构。
背景技术：
目前，大型火力发电厂火车卸煤主要有下述几种方式:一是燃煤采用准轨铁路敞车运输，电厂内采用翻车机卸车；二是燃煤采用底开门车运输，电厂内设置适当车位的火车缝隙式煤沟受卸；三是燃煤采用准轨铁路敞车运输，电厂内设置螺旋卸车机卸车。一般情况下，准轨铁路敞车由铁路部门或煤矿提供，而底开门车由于其卸车的特殊性需电厂自备。《火力发电厂设计技术规程》(DL500-2000)第7.2.3及第7.2.5条规定:铁路来煤的发电厂，当耗煤量在250t/h及以上，或发电厂容量在400MW及以上时，可考虑翻车机卸煤；耗煤量在35(T800t/h及以上，或发电厂容量在600MW及以上时，可设置两台翻车机；螺旋卸车机和缝式煤槽的卸煤装置宜用于容量不超过600MW或耗煤量不大于350t/h的发电厂。其中，底开门车是一种无盖漏斗车，适用于固定编组、定点装卸、循环使用，有营运效率高、卸车速度快等优点，适用于运距较近、矿点相对集中、车轮固定、物料粒度适宜的电厂。但底开门车自身的结构特点又决定了其在电厂实际应用中存在以下不足:①自动化程度低电厂需要全部自购车底，购车费用较高；③对电厂煤源变化的适应性较差对冻煤、大块煤适应性差；⑤卸车时煤尘外扬，周围环境比较恶劣。因此，现有电厂对单线缝隙式火车卸煤沟进行改造，将其卸煤方式改为螺旋卸车机卸煤。为保证螺旋卸车机在原有卸煤沟结构上正常运行使用，经核算原有的卸煤沟混凝土框架柱断面与设计所需断面相差较大，需要对混凝土柱进行增大截面加固。目前，常见的混凝土加固形式有:常规的加大截面法加固、置换混凝土加固、粘钢加固、碳纤维加固等。但是，现有的混凝土柱加固形式有其不足之处，如:常规的加大截面法加固为在原混凝土柱周圈(或两侧)新增受力钢筋和箍筋，支模、浇筑混凝土，但新老混凝土共同工作性不好，协同变形性能差，且由于受支模和混凝土养护影响，施工周期较长，在原火车卸煤沟运行情况下施工时还存在一定的安全隐患；置换混凝土加固虽然没有减少使用空间，但混凝土构件的抗弯性能不足；外粘钢板、角钢施工质量难以控制，难保证钢板或角钢和原有混凝土柱的整体性，对混凝土横向约束低，造价高，且不能有效增大截面尺寸；碳纤维加固造价昂贵，同样不能有效提高截面尺寸。
发明内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种结构简单、施工方便、整体性能好的混凝土柱加固改造结构。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种钢和混凝土组合柱结构，包括设置在卸煤沟两侧的若干对混凝土柱，所述混凝土柱与卸煤沟相邻的一侧通过柱抱箍固定连接一钢柱，钢柱的上端设置一与混凝土柱相对的牛腿，钢柱的下端设置与混凝土柱的基座固定连接的钢柱脚。本实用新型具体结构的进一步改进在于:所述混凝土柱与钢柱、柱抱箍之间通过粘钢固定连接。本实用新型具体结构的进一步改进在于:所述钢柱为竖直设置的工字钢，工字钢的任一翼板与混凝土柱接触。本实用新型具体结构的进一步改进在于:所述柱抱箍包括设置于钢柱上端的柱抱箍B、设置于柱抱箍B和钢柱脚间的柱抱箍A ;所述柱抱箍B固定环绕在混凝土柱的外表面、钢柱与混凝土柱接触侧的翼板的内表面；所述柱抱箍A固定环绕在混凝土柱的外表面、钢柱远离混凝土柱一侧的翼板的外表面。本实用新型具体结构的进一步改进在于:所述钢柱内对应柱抱箍A的位置设置水平的加劲肋A，钢柱的两端对应牛腿和钢柱脚设置加劲肋B。本实用新型具体结构的进一步改进在于:所述钢柱顶部设置一钢柱顶板，所述牛腿与钢柱顶板及钢柱焊接固定为一体。本实用新型具体结构的进一步改进在于:所述钢柱脚与混凝土柱的基座通过锚栓铆接。本实用新型具体结构的进一步改进在于:所述处于卸煤沟同侧的相邻钢柱间设置柱间横梁。由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的技术进步在于:本实用新型的钢和混凝土组合柱结构用于对原单缝隙式卸煤沟两侧的混凝土柱加固改造，结构简单、施工方便、整体性能好。它利用了不同材料的特性，可充分发挥各自优势。因此，在混凝土柱加固改造结构中，钢和混凝土组合柱结构相对传统的纯钢筋混凝土结构而言，可极大减轻柱体自重，减小柱体的截面尺寸，进而增加有效的使用空间，减弱地震作用；同时，可以取消支模工序，节省支模时间和成本，大大缩短了施工工期；钢和混凝土组合柱结构相对传统的纯钢结构而言，钢柱与原混凝土柱结合可以增大钢柱平面外的整体稳定性，增强纵、横向刚度，减小钢柱截面，并降低用钢量，同时减少对原混凝土柱结构的拆除工程量，保证了在原混凝土柱结构正常工作的情况下进行改造。本实用新型的新增钢柱为增设螺旋卸车机轨道生根牛腿提供了可靠、便捷的施工条件，且为进一步提升牛腿在钢柱上的结合强度，在钢柱的顶端设置钢柱顶板，使牛腿顶端外表面和钢柱顶板伸出钢柱部分的下表面焊接固定。本实用新型的新增钢柱在实现螺旋卸煤机轨道梁与原混凝土柱结构有效连接的同时，通过在钢柱间设置柱间钢梁，增强了结构纵向整体稳定性，从而有效地抵抗了螺旋卸煤机运行时产生的水平力。本实用新型的新增钢柱采用工字型钢，进一步降低了组合结构的自重和用钢量。同时，为确保新增钢柱的强度，在钢柱两翼板间的相应位置设置了不同类型的加劲肋。本实用新型的混凝土柱与柱抱箍、钢柱的相连接面采用粘钢进行加固，使得钢和混凝土柱组合结构的整体性得到进一步增强；同时，钢柱脚和混凝土柱基座间通过锚栓进行固定，进而进一步增强了钢柱和混凝土柱的整体性。
[0020]图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型单个混凝土柱部分的结构示意图；图3为图2的A-A向剖面结构示意图；图4为本实用新型钢柱脚与混凝土柱基座连接结构示意图；图5为本实用新型牛腿与钢柱连接结构示意图；图6为图5的B-B向剖面结构示意图；图7为本实用新型钢柱顶板与钢柱连接结构示意图；图8为图7的C-C向剖面结构示意图。图中:1、混凝土柱，2、钢柱，2-1、加劲肋A，2-2、加劲肋B，2-3、钢柱脚，2-4、钢柱顶板，3、柱抱箍，3-1、柱抱箍A，3-2、柱抱箍B，4、牛腿，5、柱间横梁，6、锚栓，7、卸煤沟。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步详细描述。一种钢和混凝土组合柱结构，如图1所示，包括均匀设置于卸煤沟两侧的混凝土柱1，混凝土柱I与卸煤沟7相邻的一侧设置一钢柱2，钢柱2为竖直放置的工字钢，工字钢由两个平行的翼板、位于两翼板之间与翼板垂直的一腹板构成，工字钢的任一翼板与混凝土柱I通过粘钢固定连接；混凝土柱I和钢柱2通过柱抱箍3固定连接。如图3所示，混凝土柱I和钢柱2以及混凝土柱I和柱抱箍3的接触面通过粘钢进行加固。钢柱2顶端焊接一钢柱顶板2-4，钢柱顶板2-4伸出钢柱2相邻卸煤沟7的一侧，钢柱2和钢柱顶板2-4形成倒L型区。如图5和图6所示，钢柱2和钢柱顶板2_4所形成的倒L型区内焊接有一牛腿4，牛腿4的顶部外表面和侧外表面分别于钢柱2的翼板和钢柱顶板2-4焊接，牛腿4与混凝土柱I相对；如图4所示，钢柱2的下端设置一钢柱脚2-3，钢柱脚2-3通过锚栓与混凝土柱I的基座铆接。所述柱抱箍3包括柱抱箍A3-1和柱抱箍B3-2。如图2所示，柱抱箍B3_2设置在钢柱2上端，柱抱箍B3-2的内表面与混凝土柱I外表面粘接,柱抱箍B3-2的其余内表面同钢柱2和混凝土柱I相接触侧的翼板的内表面焊接；柱抱箍A3-1设置在柱抱箍B3-2和钢柱脚2-3之间，柱抱箍A3-1的内表面与混凝土柱I的外表面粘接,柱抱箍A3-1的其余内表面与钢柱2远离混凝土柱I一侧的翼板外表面焊接。所述钢柱2内对应柱抱箍A3-1的水平位置设置加劲肋A2-1。如同3所示，加劲肋A2-1为近似直角梯形结构，分别设置相应位置的钢柱2的腹板两侧；所述钢柱2的上端和下端均设置有加劲肋B2-2，加劲肋B2-2由垂直焊接的两个筋板组合而成，加劲肋B2-2对称焊接在钢柱2的腹板两侧。如图5所示，在钢柱2的上端对应牛腿4的位置焊接有加劲肋B2-2，该加劲肋B2-2呈倒“T”字型焊接；如图4所示，在钢柱脚2_3和最下端柱抱箍A3-1之间的钢柱2内焊接也焊接有加劲肋B2-2。所述处于卸煤沟7同一侧的相邻两个钢柱2间设置一柱间横梁5。如图6和图7所示，柱间横梁5位于钢柱2对应牛腿4的位置，柱间横梁5为工字钢，柱间横梁5的两个翼板呈水平状放置，柱间横梁5的腹板两侧分别通过两个长条形连接钢板与钢柱2的上端加劲肋B2-2的垂直部分焊接。
权利要求1.一种钢和混凝土组合柱结构，包括设置在卸煤沟(7)两侧的若干对混凝土柱(1)，所述混凝土柱(I)与卸煤沟(7)相邻的一侧通过柱抱箍(3)固定连接一钢柱(2)，钢柱(2)的上端设置一与混凝土柱(I)相对的牛腿(4)，钢柱(2)的下端设置与混凝土柱(I)的基座固定连接的钢柱脚(2-3)。
2.根据权利要求1所述的钢和混凝土组合柱结构，其特征在于:所述混凝土柱(I)与钢柱(2)、柱抱箍(3)之间通过粘钢固定连接。
3.根据权利要求1所述的钢和混凝土组合柱结构，其特征在于:所述钢柱(2)为竖直设置的工字钢，工字钢的任一翼板与混凝土柱(I)接触。
4.根据权利要求3所述的钢和混凝土组合柱结构，其特征在于:所述柱抱箍(3)包括设置于钢柱(2)上端的柱抱箍B (3-2)、设置于柱抱箍B (3-2)和钢柱脚(2-3)之间的柱抱箍A (3-1);所述柱抱箍B (3-2)固定环绕于混凝土柱(I)的外表面、钢柱(2)与混凝土柱(1)接触侧的翼板的内表面；所述柱抱箍A(3-1)固定环绕于混凝土柱(I)的外表面、钢柱(2)远离混凝土柱(I)一侧的翼板的外表面。
5.根据权利要求4所述的钢和混凝土组合柱结构，其特征在于:所述钢柱(2)内对应柱抱箍A (3-1)的位置设置水平的加劲肋A (2-1)，钢柱(2)的两端对应牛腿(4)和钢柱脚(2-3)的位置设置加劲肋B (2-2)。
6.根据权利要求1所述的钢和混凝土组合柱结构，其特征在于:所述钢柱(2)顶部设置一钢柱顶板(2-4)，所述牛腿(4)与钢柱顶板(2-4)及钢柱(2)焊接固定为一体。
7.根据权利要求1所述的钢和混凝土组合柱结构，其特征在于:所述钢柱脚(2-3)与混凝土柱(I)的基座通过锚栓(6 )铆接。
8.根据权利要求1所述的钢和混凝土组合柱结构，其特征在于:所述处于卸煤沟(7)同侧的相邻钢柱(2)间设置柱间横梁(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种钢和混凝土组合柱结构，包括设置在卸煤沟两侧的若干对混凝土柱，所述混凝土柱与卸煤沟相邻的一侧通过柱抱箍固定连接一钢柱，钢柱的上端设置一与混凝土柱相对的牛腿，钢柱的下端设置与混凝土柱的基座固定连接的钢柱脚。钢和混凝土柱组合结构结构简单、施工方便、整体性能好。它利用了不同材料的特性，可充分发挥各自优势，极大减小柱体自重和截面尺寸，进而增加有效的使用空间，减弱地震作用；取消支模工序、节省支模时间和成本，大大缩短了施工工期；组合结构纵、横向刚度增强，减小钢柱截面，从而降低用钢量；减少对原混凝土柱结构的拆除工程量，保证了在原混凝土柱结构正常工作的情况下进行改造。
文档编号E04G23/04GK203034827SQ20122068114
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者赵春晓, 赵志, 靳小虎, 于恺 申请人:河北省电力勘测设计研究院