水中加固运行中的冷却塔人字柱技术.pdf

[摘要]双曲线冷却塔是火力发电厂关键设备之一，作为塔简支撑结构的人字柱长期处于风振、高湿、高温等恶劣环境中，直接影响到冷却塔的安全和电厂的正常生产。人字柱的修补一般是在冷却塔停止运行，并抽干水池后，在干燥环境中实施。通过对常规加固方法进行对比分析，采用裂缝压力灌注、粘贴碳纤维布、增大截面法相结合的综合加固技术，成功实现了在湿作业条件下加固运行中的冷却塔人字柱。实践证明，该综合加固方法施工便捷、安全可靠、不影响电厂正常生产、经济效益可观。[关键词]火力发电厂；冷却塔；人字柱；湿作业；加固

内容摘抄：

1工程概况
某火力发电厂2座3500m双曲线形自然通风逆流冷却塔高90m,下部各由48根长7240mm,直径450mm,混凝土强度等级为C30的人字柱支撑。该电厂建成投产6年后发现部分人宇柱裂缝已经超过规范要求，并有进一步发展趋势。
该电厂冬季西北风较大，冷却塔长期受西北风影响，由风压引起的弯矩在冷却塔东南面人字柱中产生较大附加轴向压力，人字柱长期处于高轴向压力状态下，造成人字柱开裂并形成通长裂缝。开裂的40根人字柱均分布在两冷却塔东南面，且多为纵向通长裂缝，以人字柱中部最为明显。经进一步调查，发现开裂的40根人宇柱均采用预制吊装方式施工，搅拌站有同批混凝土外加剂质量不稳定记录，且人字柱长期处在高温、高湿环境条件下，这些都加速了混凝土徐变变形，导致裂缝发展。
2人字柱加固设计
由于人字柱下部在水中，因此需在不影响发电的情况下采取水中加固运行中的冷却塔人字柱。
2.1加固方案确定
为达到水中加固的目的，根据人字柱裂缝分布情况和对多种加固手段的经济比较分析，决定采用裂缝压力灌注加固、圆柱环向碳纤维布加固、增大截面法加固相结合的方式对人字柱进行加固处理（见图1)。
2.2加固理论
1)裂缝压力灌注加固技术通过施加一定的压力，将改性环氧树脂类灌注胶灌入受损构件内部裂缝中，以达到修补裂缝、恢复并提高结构强度、耐久性的一种修补方法。本工程采用裂缝压力灌注加固方法对人字柱已有结构裂缝进行基本修复。
2)圆柱环向碳纤维布加固技术
碳纤维布具有极高的抗拉强度，利用浸渍树脂将碳纤维布粘贴于混凝土构件表面，使之与混凝土共同工作，从而提高构件抗弯、抗剪能力，减少裂缝扩展。本工程采用这种加固方法对人字柱水上部分进行加固，该方法不破坏原有结构，受力明确，效果显著，造价也适中，施工工艺简便，易于控制质量，且几乎不增加结构荷载。
3)增大截面加固技术
也称为外包混凝土加固法，通过增大构件的截面和配筋，提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性，该方法不仅可以提高被加固构件的承载能力，而且还可以加大截面刚度，改变自振频率，使正常使用阶段的性能得到改善。本工程采用此方法对人字柱下部及水中部分进行加固，能有效提高人字柱下部弯矩较大区域承载力，且使用高强无收缩水下固化型灌浆料进行水下浇筑。

3人字柱加固流程
根据该电厂冷却塔人字柱裂缝情况及选定的加固方法，确定以下加固流程：水中搭设加固操作脚手架→人字柱表面处理→人字柱裂缝压力灌注→人宇柱中部环向碳纤维布加固人字柱环向加强钢板锚固>人字柱下部钢筋绑扎、模板支设→人字柱下部增大截面混凝土施工→人字柱下部混凝土拆模修补→人字柱修补加固验收>拆除水中加固操作脚手架。
4人字柱加固施工
4.1水中搭设加固操作脚手架
冷却塔人字柱是向水池内双向倾斜的圆柱，且其承台处于水下750mm,加固期间不能停止冷却塔的运行，水面最多只能下降400mm,因此需水中搭设加固操作脚手架（见图2）。水中搭设的加固操作脚手架分3层，中、上层为裂缝压力灌注加固和环向碳纤维布加固操作架；下层为增大截面加固操作架，并采用木筏配合水面施工。操作脚手架随施工进度由上而下拆除。
4.2人字柱裂缝压力灌注加固
1)材料采用改性环氧树脂类灌注胶(AB-灌浆树脂)进行裂缝灌注修补。
2)改性环氧树脂类灌注胶的各项安全性能指标必须达到《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006(以下简称《规范》)的指标，且灌注量满足W=α×b×c×d要求，式中：W为理论注入树脂量(g);a为裂缝长度(cm);b为裂缝宽度(cm);c为裂缝深度(cm);d为树脂密度(g/cm3)。
3)裂缝处理方法
对于宽度<0.1mm的混凝土表层细微裂缝，采用表面封闭法修补；对于宽度≥0.1mm的裂缝，采用压力灌注加固，灌注起始压力0.06MPa,稳定压力6MPa。

（略）

投稿会员：巧克力布丁