铁塔地脚螺栓加固方法与流程

本发明涉及一种通信塔加固方法，具体讲是一种铁塔地脚螺栓加固方法，属于通信基础设施维护领域。

背景技术：

通信铁塔由于架设在室外，在长期的使用过程中其底部的地脚螺栓受自然环境的腐蚀、风化极易发生锈蚀，加之部分铁塔对地脚螺栓维护不够，导致铁塔的运行安全受到严重威胁。地脚螺栓的锈蚀将会给整个铁塔结构带来严重危害，不仅会影响通信的畅通，而且会造成经济损失，甚至可能导致人员伤亡。

目前，现有的铁塔中大部分因安全问题导致其使用年限远远小于其设计使用年限，通常需要拆除重建设，其不仅造成资源浪费，加大了通信运营成本，而且还要影响正常的通信覆盖，给终端用户带来不便。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种能快速对铁塔地脚螺栓进行加固，有效节约通信运营成本，保证安全和正常通信效率的铁塔地脚螺栓加固方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的铁塔地脚螺栓加固方法，包括以下步骤：

1)、根据铁塔上拔力的设计值确定加固筋的数量和直径；

2)、去除原地脚螺栓表面的浮锈，涂覆防护涂层，并在底法兰下方垫入支撑块；

3)、在原基础混凝土的顶面钻取与加固筋的数量对应的植筋孔，植筋孔沿原地脚螺栓的外侧周向均匀分布；

4)、清洁植筋孔并注入锚固胶，然后将加固筋的表面清刷后插入植筋孔内固定并养护；

5)、对原基础混凝土与拟浇筑混凝土的接触面进行凿毛处理，然后将加固筋之间进行钢筋绑扎，形成钢筋笼；

6)、在钢筋笼外侧支立模板，再用混凝土浇筑，然后紧密覆盖浇筑混凝土进行保养。

本发明中，所述步骤1)中加固筋的数量确定方法为式中d为加固筋的理论直径，a为加固筋的数量，b为加固筋的抗拉强度；

加固筋的直径至少为d的1.2倍。

本发明中，所述步骤3)中植筋孔深度至少为480MM。

本发明中，所述步骤4)中的具体过程为：

41)、用硬质刷子清刷的植筋孔内壁，并将孔植筋内灰尘全部清除；

42)、用注射器抽取锚固胶后伸入植筋孔的底部进行注入，边注入注射器边向上提升，锚固胶的注入量为孔积的2/3；

43)、将清刷后的加固筋缓慢地边旋转边插入植筋孔并至孔底，养护7天以上。

本发明中，所述步骤5)中的具体过程为：

51)、沿加固筋的上下间隔绑扎多圈圆形箍筋；

52)、将底法兰板筋与对应位置的加固筋之间进行固定连接；

53)、在各加固筋之间交叉绑扎钢筋，形成多层井字状钢筋笼。

或者为：

51)、沿加固筋的上下间隔绑扎多圈圆形箍筋；

52)、在各加固筋之间交叉绑扎钢筋；

53)、上下层圆形箍筋之间交叉绑扎钢筋，形成多层井字状钢筋笼。

本发明中，还包括在底法兰到原基础混凝土外侧设置多根排水管的步骤。

本发明中，所述加固筋的顶部向内侧折弯，折弯度为90°-145°。

本发明中，所述锚固胶采用改性环氧树脂类或改性乙烯基酯类材料，其固化剂不包括乙二胺。

本发明的有益效果在于：(1)、与传统的拆除重建方案相比本发明加固方法的成本费用下降90％以上，大大节能通信运营成本，且能够无缝衔接运营商的服务需求，对通信不造成任何影响；(2)、与拆除重建方案相比，本发明加固方法占用时间短，且速度快，其仅对其塔脚进行加固处理，在加固处理期间并不会影响该塔的正常使用；(3)、地脚螺栓的锈蚀是铁塔维护中普遍存在的问题，而铁塔本身确基本完好满足设计使用要求，将其拆除重建必然造成资源的严重浪费，通过本发明加固方法可以满足铁塔在设计使用寿命内正常工作，从而节约成本避免资源的浪费，使得资源的有效利用达到最大化；(4)、植筋孔深度至少为480MM，以保证加固的稳定性；(5)、采用注射器自植筋孔的底部向上缓慢注胶，胶的注入量为孔积的2/3，采用旋转插入加固筋的方式，可以提高加固筋与原基础混凝土连接的稳定，减少胶的浪费，使得加固筋与植筋孔粘接的更加牢固；(6)、底法兰到原基础混凝土外侧设置多根排水管，可以及时排除塔柱内部的积水，减缓腐蚀，延长其铁塔的使用寿命；(7)、加固筋的顶部向内侧折弯90°-145°，以提高加固的稳定性。

附图说明

图1为本发明加固后铁塔示意图；

图2为本发明加固后铁塔俯视图；

图3为本发明实施例一加固示意图；

图4为加固部位截面图；

图5为加固筋结构示意图；

图6为本发明实施二加固示意图；

图7为实施二植筯及支模示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和2所示，现以常见的三管塔为例详细说明本发明的技术方案。三管塔的长期的使用过程中，其底法兰上的地脚螺栓因锈蚀导致直径逐步变小，无法承担塔脚应承担的拉力，直接影响三管塔稳定，无法保证正常的通信运营。本发明针对塔脚原有的受力状态复杂多变的特点，通过改变原有塔脚的传力路径的方式，采取等强代换的原则，即在原有上塔脚基础上植筋并浇筑混凝土，以达到增强塔脚承载能力的目的，从而使得塔脚受力满足设计安全使用要求。

实施例一

如图3、4和5所示，对江苏省盐城市某区某三管塔地脚螺栓加固，其具体步骤如下：

步骤1、依据厂家的提供塔图，按照三层平台+2层支架考虑荷载，参照现行技术规范计算所得塔脚内力为：上拔力设计值为981.049KN，下压力设计值为1042.23KN。由塔脚的上拔力设计值981.049KN，塔脚原有6根锚栓均匀分布于塔脚四周，本实施例拟采用12根加固筋6均匀环形分布，并根据下式确定加固筋6的直径：

式中，d为加固筋的理论直径，12为加固筋的数量，360为加固筋的抗拉强度，π为圆周率；

经计算得到d>17MM，考虑安全因素将其乘以1.2的安全放大系数，则取加固筋6直径d＝20MM。即每个塔脚采用12根直径为20MM的加固筋6进行加固。

步骤2、在底法兰3到原基础混凝土1的外侧对称铺设设置两根直径为30MM的排水管9，用于排除塔柱2内部的积水，延长其铁塔的使用寿命。

用钢丝刷将原地脚螺栓5表面浮锈除去，刷上环氧胶，并在底法兰3下方垫入钢块(图中未显示)，防止因锈蚀地脚螺栓5滑丝导致塔脚破坏。然后，在底法兰3与原基础混凝土1间的预留孔隙内，用微膨胀细石混凝土浇筑密实，使用底法兰3与原基础混凝土1连接成整体。

步骤3、按设计图样，在原基础混凝土1的顶面用冲击电钻钻取12个植筋孔，12个植筋孔沿原地脚螺栓5的外侧周向均匀分布，植筋孔孔径为25MM，深度为480MM。钻取植筋孔时应注意避开原基础混凝土1内的钢筋。

步骤4、首先，用硬塑毛刷清理植筋孔的内壁，然后用吹风机将植筋孔内的灰尘全部吹出，如此往复三至四次，直至手指触摸不到孔壁灰尘为止。

其次，用注射器抽取有机胶粘剂(即锚固胶)，将注射器的混合管伸入植筋孔的孔底，推动注射器采用边注射边提升的方式注胶。注胶量的注入量应以插入加固筋6后有少许有机胶粘剂溢出为准，一般为植筋孔体积的2/3。本发明中有机胶粘剂应采用改性环氧树脂类或改性乙烯基酯类材料，其固化剂不应使用乙二胺，以保护加固筋6，减少腐蚀。本实施例中采用，西盟司(上海)建筑工程材料有限公司生产的SAMSON牌,型号为EP90的植筋胶。

最后，用钢刷将加固筋6的表面清刷干净后，依次将加固筋6缓慢的边旋转边插入植筋孔内，必须保证将每根加固筋6插至植筋孔的孔底，加固筋6采用传统的螺纹钢，加固筋6顶部向内侧(即向塔柱2)折弯，折弯度为90°-145°，如图5所示。加固筋6插入植筋孔内养护7天后，由专业检测机构对其进行拉拔测试，试验合格后进行下一环节；

植筋拉拔试验过程：每根桩随机选取2根植入筋进行抗拉拔测试(采用无损检测方式)，其测试拉拔力最小值取84.8kN,最大值取100.53kN，采用连续加载方式(现有技术)以均匀速率在2min-3min时间内加载至设定的检验荷载值，并持续2min。在测试过程中原基础混凝土1无裂缝也没有其他局部损坏的迹象出现，即为合格。

植筋拉拔试验结束后，对原基础混凝土1的与拟现浇筑混凝土10的接触面进行凿毛处理，提高浇筑稳定性。

步骤5、首先，沿加固筋6的上下间隔绑扎多圈圆形箍筋7，圆形箍筋7的直径为8MM，圆形箍筋7搭接长度大于自身直径的50倍，弯钩135°且平直长度大于自身直径的10倍，弯钩钩住加固筋6。

然后，将各底法兰3板筋4与对应位置的加固筋6之间进行焊接，本实施例中底法兰3上的板筋4有6块，沿塔柱2周向分布，由于加固筋6有12根，采用每间隔1根加固筋6与底法兰3上的板筋4进行焊接。焊点距基材混凝土表面应大于15d，d为加固筋的直径，焊接时采用冰水浸渍的湿毛巾多层包裹加固筋6外露部分的根部，避免焊接时产生的高温对有机胶粘剂造成损坏，影响植筋的稳定性。

最后，在各加固筋6之间交叉绑扎多根横向钢筋8，横向钢筋8的直径为8MM，形成多层结构的井字状钢筋笼，钢筋笼须满足下列要求：加固筋6间距允许偏差±10MM，长度±100MM，圆形箍筋7之间的间距±10MM。

步骤6、首先，在原基础混凝土1上、成品后的钢筋笼外侧支立钢模，钢模内侧距钢筋笼至少50MM，钢模高度为600MM，钢模直径为600MM。钢模支护前需在模板表面涂刷机油，模板应平顺不得漏浆。

然后，向钢模内浇筑C30商品混凝土，混凝土浇筑应连续进行，使用插入式振捣器振实时应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。

步骤7、新浇混凝土10施工结束后，应采取可靠措施养护一周以上。混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用蓬布、塑料布等进行覆盖)，防止表面水分蒸发，保证混凝土表面始终湿润。新浇混凝土10养护期间，当日平均气温低于5℃时不得浇水。

实施例二

如图6和7所示，对江苏省盐城市某县某三管塔地脚螺栓加固，其具体步骤与实施例基本一致，其具体如下：

步骤1同实施例1。

步骤2与实施例1基本相同，区别在于实施例二中在底法兰3到原基础混凝土1的外侧对称铺设设置一根直径为30MM的排水管9，用于排除塔柱2内部的积水。

步骤3同实施例1。

步骤4同实施例1。

步骤5、首先，沿加固筋6的上下间隔绑扎多圈圆形箍筋7，圆形箍筋7的直径为8MM，圆形箍筋7搭接长度大于自身直径的50倍，弯钩135°且平直长度大于自身直径的10倍，弯钩钩住加固筋6。

然后，紧靠塔柱2用钢筋在各加固筋之间交叉进行绑扎，并上下层圆形箍筋7之间交叉绑扎钢筋成多层井字形钢筋片11结构，形成钢筋笼。钢筋笼须满足下列要求：加固筋6间距允许偏差±10MM，长度±100MM，圆形箍筋7之间的间距±10MM。

步骤6、首先，在原基础混凝土1上、成品后的钢筋笼外侧支立钢模，钢模内侧距钢筋笼至少50MM，钢模高度为800MM，钢模直径为800MM。钢模支护前需在模板表面涂刷机油，模板应平顺不得漏浆。

然后，向钢模内浇筑C30商品混凝土，混凝土浇筑应连续进行，使用插入式振捣器振实时应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。

步骤7同实施例1。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。