转炉框架结构混凝土平台梁柱的加固方法.pdf
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1、莱钢科技 第 3期 ( 总第 1 4 7期) 转炉框架结构混凝土平台梁柱 的加 固方法 王晔霞 ,蒋彦刚 ,贾从杰 ,丁洪周 ,包 伟 ( 1炼钢厂2炼铁厂) 摘要 :针对主厂房部分构件出现不同程度的老化损伤,进行 了建筑物检测与鉴定,根据检 测结果 ,结合现场环境高温、狭 窄的实际状况,对厂房混凝 土承重构件采取 了加 固补强措 施 ,保证 了厂房的安全稳定。 关 键词 :框 架结构加 固 混凝 土 O 前言 莱钢炼钢主厂房建于 1 9 7 2年 ,炉后平 台为 7 层混凝土框架结构 ,原设计 3台 2 5 t 转 炉,两台 6 0 0 t 混铁炉 ,现已扩容为 3台4 5 t 转炉。近年来
2、 , 由于炼钢产量不断增加 ,吊车运行频繁 ,导致主厂 房满负荷运行 ,同时高温、烟尘环境 ,导致许多构 件出现不 同程度 的老化损伤。为确 保厂房安全运 行 ,对炼钢主厂房炉后平台进行了检测鉴定。 1 平台检测 检测鉴定结果见表 1 。 表 1 炉后各层平 台梁不符合承载力要求的梁破损状况 构件名称 主 要破损特征 描述 数 量 备 注 梁底出现较宽的锈胀裂缝, 普遍 3 6 0 m平台7 in m , 最大处达1 2 m m , 炉后平台梁存在 混凝土大面积脱落现象 梁底出现较宽的锈胀裂缝, 普遍2 1 亚厶6 ib m , 最大处达1 0 m m以前的外包钢加 “ T 固 未能达到预期效
3、果, 部分承重梁由于生 产改造、 吊 挂重物, 损伤 较多。 框架梁梁底出现较宽的 锈胀裂缝, 框架梁 端部有剪切引起的裂 缝2 - 8 n l m , 最大处 “ 达1 5 m m , 炉13 高温区域混凝土部分酥 T 。 裂, 以前外 包钢板变形, 加固 未能达到预 期 效果。 l 9 8 m 梁出 现较宽的锈胀裂 缝, 纵筋、 箍筋外露, 平台 由 于安装设备, 部分梁被截断。 梁新增混凝土小柱梁出现较宽的锈胀裂 2 3 m 平台缝, 横向和纵向框架梁出现垂直和斜裂 缝, 达1 - 6 m m 。 2 6 8 m 高 温烟尘烘烤区域, 梁出 现较宽的锈胀裂 平台 缝, 框架梁出 现斜裂缝
4、, 在2 一 l 】 m m 。 屠 龛 资 需 潞 酋 篆 翌 存 ,D级梁 , it 4 1 哉 作者简介 :王哗霞 ( 1 9 7 9一) ,女,2 0 0 4年 7月毕业于包头 钢铁学 院土木工程专业 。现为炼钢厂工程师 ,主要从事设备管理工作。 7 4 2 加 固方案的确定与设计 加固设计由于受到原构件的制约 ,不同于新设 计。加固设计除了要考虑安全和经济因素外 ,重点 还应考虑实际受力情况与理论设计不同 ,以及周围 环境,施工的可行性等。一般对老化或有病害的钢 筋混凝土结构 ,其加固补强方法有 u型箍补筋法、 加大截面加 固法 、外包钢加 固法、粘贴碳纤 维布 、 增设支撑加固法
5、、增设拉结连系加固法等。 2 1 加固方案的确定 根据检测鉴定报告与计算结果校核,构件严重 老化 、原结构钢筋外露 、承载力不足是该危险源的 关键 ,结合现场结构布置的特点 、主体结构传力和 承力的特征 、新的功能要求 、周围环境等因素,从 安全 、适用 、经济的角度出发 ,综合分析研讨选用 u型箍补筋法 ,湿式外包钢 、压力灌浆法相结合进 行加 固,其优点是:施 工简便 ,现场工作量较小, 受力较为可靠, 适用于使用上不允许增大原构件截 面尺寸 ,却要求大幅度的提高截面承载能力的混凝 土结构加固。 2 2 湿式外包钢加固设计 2 2 1 “ U”形箍补筋加固法 对鉴定等级为 C级 的梁 ,其
6、主要破损 状态为 梁底 出现较宽 的锈胀裂缝 ,纵筋外露 、箍筋断开, 对此种受弯、受压构件,底部界面处理后,通长新 增 3个 q b 2 0纵筋 ,对抗弯强度实施补强 ,新设箍 筋与原梁纵筋焊接,搭接长度 5 0 m m,补筋部位三 面围护钢板 ,内侧采用压力灌浆法灌浆 C G M。鉴 定等级 C级的 1 2 m框架平 台梁见图 1 ,剖面 11 见图 3 。 要 低 满 现 要 取 别 主 略 不 家 范 采 个 项或国规应 C 子 于 足 行 求 措 莱钢科技 2 0 1 0年 6月 图 1 鉴定等级 C级 的 1 2 m框 架平台梁 2 2 。 2 框架梁整体外包钢加固法 对鉴定等级为
7、 D级 的梁 ,其 主要破损状 态为 梁 出现较宽的锈胀裂缝 ,横向和纵 向框架梁出现垂 直和斜裂缝 。采用外包钢方法对梁体进行加固,外 侧 8 mm钢板围护 ,钢板外箍角钢与钢板满焊 ,焊 缝高度 6 m m,在梁的两端布置箍板 ,使外加钢结 构起到类似箱型梁作用 ,从而实现对原混凝土梁提 高抗弯强度 ,增加 自身稳定性 ,又可提高梁的抗损 伤能力 ,同时在主次梁交接处增设抗剪箍板 ,弥补 少配的附加箍筋 ,同时压力灌浆 ,见图 2 、图4 。 图 2 鉴定等级 D级的2 6 8 m框架平台梁 图 4 剖面 2 2 2 2 3 柱 的加 固 在混凝土 柱外侧 ,将原 混凝 土表 面磨 平 、
8、凿 毛 ,棱角磨出圆弧,角钢 L 1 2 58护柱 四角 ,四面 8 m m钢板围护 ,沿柱方 向间隔 0 6 m加包箍 ,将 C G M灌浆料从 灌浆 嘴压人 ,当排气孔 出现浆液后 停止加压 ,用灌浆料封堵排气孔 。柱脚护板插入基 础表面 ,约在地 坪 以下 4 0 0 mm,植筋做 预埋 件 , 与柱板焊接。见图 5 。 图 5柱加固 3 加 固材料的选用及方案 的实施 3 1 加 固材料的选用 1 )本工程角钢 、钢板均为 Q 2 3 5一A钢 ,钢材 质量标准符合 低合金高强度结构钢 G B T 5 9 1 9 4和 优质碳素结构钢G B T 6 9 91 9 9 9的规定 , 保证
9、抗拉强度 、伸长率 、屈服点等性 能与碳 、硫 、 磷的极限含量。 2 )施工焊接时 ,严格按 建筑钢结构焊接 规 程J G J 8 12 0 0 2的规 定 ,焊 条采 用 E 4 3系列 焊 条 。 3 )灌浆材 料 :灌 浆材 料选 用 中冶公 司 C G M 灌浆料 ,质 量及相关数据 ,满足 混凝土结构加 固技术 规 范 的有 关 要 求,其 抗 压 强 度 不 小 于 3 0MPa 。 4 )界面剂 :选用爱牢达混凝土界面处理剂 系 列 产品 。 3 2 加固方案的实施 1 )凿去结合面酥松层 、碳化锈裂层 ,直至完 全露出坚实基层 ;在此基础上将结合面打磨平整 , 并用钢丝刷刷毛
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