转炉框架结构混凝土平台梁柱的加固方法.pdf

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 ， 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， 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 、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 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 、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，用压缩空气吹净；钢板结合面除 锈 ，后打磨 出金属光泽 ，2 h内立即上防锈底漆 ； 2 )用卡具将钢板卡贴与构件 预定结合面 ，经 校准后彼此焊接 固定 ； 3 )用灌浆料将型钢架全部构件边缘缝 隙嵌补 严实 ，粘贴灌浆嘴 ，并留出排气孔 ； 4 )将灌浆料从灌浆嘴压人，当排气孔 出现浆 7S 王晔霞。等 i转炉框架结构混凝土平台梁柱的加固方法 第 3期 ( 总第 1 4 7期) 液后停止加压 ，用复合灌浆料封堵排气孔 ； 5 )钢板外 箍角钢 与钢板 满焊 ，焊 缝高度 为 6 mm ； 6 )对所有 钢构件 外表 面进行清 理，清 除铁 锈 、焊渣 、毛刺 、油污 、积水等；对表面进行防腐 处理 ，涂刷高氯化聚乙烯铁红防锈底漆两道 ，高氯 化聚乙烯磁漆。 4 应用效果 加固效果较好 。工程实例说明，对老化 、损坏的工 业老厂房框架结构，采用符合实际的一系列加固方 法 ，加固效果 良好。 参考文献 1 混凝土结构加固设计规范 北京：中华人民共和 国国 家标准 ， 2 0 0 6 2 建筑结构设计施工图集 s 北京：中国建筑工业出 版 社 2 0 0 0 本 工 程 项 目 实 施 完 成 半 年 后 ， 为 检 验 加 固 效 耋 三 耋 羞 土 结 构 粘 接 加 固 北 悃 果， 随 机 抽 取 了3 根 梁 从 不 同 的 受 力 面 开 孔 用 回 弹 4 三 赫 ， 建 筑 工 程 故 处 理 手 册 北 京 ： 中 国 建 筑 工 业 仪进行强度检验 ，每根梁布置 3个测区 ，有 2个测 出版社 1 9 98 区的 回弹值超 出技术 指标 7 0 M P a ，按 J G Il 2 3 _8 5 特邀编辑 ：孙学军 规程进行强度计算 ，最终评定为 f c u=7 3 2 MP a ， M e t h o d s o f Re i n f o r c i n g Co n v e r t e r F r a me Co n s t r u c t i o n Be a ms a n d Co l u mns o f Co n c r e t e Pl a t f o r m Wa n g Y e x i a ，J i a n g Y a n g a n g ，J i a C o n g j i e ，D i n g H o n g z h o u ，B a o We i ( 1 T h e S t e e l w o r k s ； 2 T h e I r o n w o r k s ) Abs t r a c t ： Ai me d a t t he p r o b l e m o f a g e i n g a n d da ma g e i n v a r y i n g d e g r e e s o n s o me s t r u c t u r a l c o mp o n e n t s 0 f t h e ma i n b u i l d i n g，a d e t e c t i o n a n d a p p r a i s a l wa s c a r r i e d o u t ，b a s e d o n t h e r e s u l t o f whi c h，i n t h e l i g h t 0 f t h e r e a l s t a t e o f h i g h t e mp e r a t u r e a n d n a r r o w n e s s i n t h e wo r k f i e l dr e i n f o r c i n g me a s u r e s w e r e a d o p t e d f 0 r t h e b ui l d i n g c o n c r e t e l o a d c a r r y i n g me mb e r s g u a r a n t e e i n g i t s s a f e t y a n d s t a b i l i t y Ke y wo r d s： f r a me c o n s t ruc t i o n；r e i n f o r c e me n t ；c o n c r e t e ( 上接第 7 3页) 表 1 软水 系统改造前后参数 明细表 3 )由于首阀关严 ，水泵故 障、跑 冒滴漏能够 及时处理 ，提高了设备运行稳定性，减少 了漏水 。 所有漏水的蒸空都能够当天堵漏。 4 )未再 出现连续性热风 阀损坏 ，热风阀组寿 命有所提高。 4 结语 2 )系统压力稳定 ，且冷却件部位的供水压力 水冷 系统在设计过程 中要充分考虑一定余量， 大于气流压力 ，未再 出现管路 、水泵 内进气问题。 要有方便的调节措施实现合理的水量分配 、运行优 补水量由 1 0 0 0 m d降到了 1 0 m d 。全年供水温 化 ，以便水冷系统根据系统运行情况随机可调配、 度满足要求 、温度波动小于 1 o C，蒸空平均负荷 适应不同炉役时期高炉的需求。 6 5 ，降低了电耗 、水耗。 特邀编辑 ：孙家荣 Th e Opt i m i z a t i o n o f t he Cl o s e d Ci r c u l a t i n g S ys t e m o f S o f t W a t e r f o r 1 88 0 m BF L i u J i a b i n ，T a o Yo n g g e ，Wa n g L i b a o ( 1 T h e Me c h a n i c a l P o w e r D i v i s i o n ； 2 T h e I r o n w o r k s ) Abs t r a c t ： Pr o bl e ms e x i s t i n g i n t h e c l o s e d c i r c u l a t i n g s y s t e m o f s o f t wa t e r f o r t h e t wo BF s i n t h e s e c t i o n s t e e l a r e a a r e a n a l y z e d Ai me d a t t he p r o b l e ms ，t r a n s f o r ma t i o n s l i k e i n d e p e n d e n t c o o l i n g o f h o t b l a s t v a l v e b l o c k o f t h e HBS，a dd i t i o n o f t h e s y s t e m v o l t a g e r e gu l a t i n g f a c i l i t i e s a n d u p- gra d i n g o f c o o l i n g c a - p a c i t y we r e p o s e d a n d i mp l e me n t e d，r e a l i z i n g t h e g o a l o f t h e s y s t e m wo r k i n g s t a b l y Ke y wor d s： BF；c l o s e d c i r c u l a t i o n o f s o ft wa t e r ；h o t b l a s t v a l v e；c o o l i ng 76