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钢结构加固怎么施工:顺序、临时支撑与验收

发布时间:2017-12-23 16:01:26 | 浏览次数:

钢结构加固的施工组织

加固方案定下来,只是走完一半。真正决定成败的是施工组织:先做什么、临时怎么支、焊接怎么控、什么时候能拆支撑。顺序错了,加固过程中结构可能比加固前更危险。

这篇讲加固施工的五个阶段,以及每个阶段最容易出事的动作。

一、施工前的三件事

1、复核原结构状态。方案是按鉴定报告做的,进场后要复核:构件锈蚀程度、裂缝位置与长度、原焊缝质量、螺栓是否松动。现场与报告不符,先停下来找设计,不能「按图硬干」。

2、确定卸载方案。加固期间原结构承受的荷载必须降下来。卸载方式有三种:清空使用荷载(最简单)、设临时支撑(适用于大跨)、分段卸载(适用于不能全停的场所)。卸载量要算,不能凭感觉「少放点东西」。

3、准备临时支撑。支撑要有计算书:支撑点位置、支撑构件规格、基础承载力。常见的错误是用两根钢管随便一顶,支撑本身先失稳。

二、临时支撑:加固的「脚手架」也是结构

部位支撑方式关键控制
梁(跨中)竖向千斤顶 + 钢柱顶升量分级,每级不超过 2mm
柱(加固前)侧向稳定支撑防止加固过程中柱失稳
屋架临时系杆 + 支撑架保持平面外稳定
悬挑构件端部临时支墩支墩基础不得沉降

顶升的原则:分级、对称、缓慢。一次顶到位会让原结构产生反向应力,可能把未加固的部位顶裂。每级顶升后停 10 分钟观察,测点读数稳定再继续。

支撑拆除同样要分级。一次性全拆,结构突然回弹,已加固的构件承受冲击荷载。正确做法是对称、逐级、由跨中向两端。

三、焊接:在受力构件上动火的风险

加固焊接与新建焊接的较大区别:原构件是受力的。焊接热输入会让局部钢材软化、产生残余应力,受力构件在焊接时可能开裂。

四条控制措施:

1、降低线能量。小电流、快速焊、多层多道,避免一次成型的大热输入。

2、控制层间温度。厚板预热 100–150℃,层间温度不超过 230℃(低合金钢)。温度过高,热影响区韧性下降。

3、分段退焊。长焊缝分成 200–300mm 的段,跳开施焊,让热量分散。

4、避免在跨中受拉区集中施焊。把焊缝安排在受力较小的部位,或先卸载再焊。

一个必须做的动作:焊接过程中监测原构件的变形与裂缝。在关键部位贴应变片或设百分表,读数异常立即停焊。

四、新旧连接:三种做法的注意事项

栓接:新增钢板与原构件用高强螺栓连接,要先处理摩擦面(原构件表面要打磨到露出金属光泽),并按批做抗滑移系数试验。原构件上的孔要避开焊缝热影响区。

焊接:新旧钢材的可焊性要匹配。Q235 与 Q355 相焊,焊材按强度较低者选,但节点承载力按实际验算。老钢材(尤其是 90 年代前的)含碳量可能偏高,要先做焊接性评定。

粘钢/碳纤维:接触面处理是关键——打磨、除锈、清洁、涂底胶,每一步都不能省。粘贴后敲击检查空鼓,空鼓率超过 5% 要揭掉重贴。

五、加固后的恢复与观测

1、防腐恢复。新增钢材与原构件补涂的涂层要相容。不同体系的涂料叠涂会起皮,先做小面积试涂。

2、防火恢复。节点部位的防火涂料最容易漏涂,而节点恰恰是耐火最薄弱处。验收时专门查节点。

3、观测周期。加固后前两年每半年观测一次裂缝宽度与结构变形,稳定后可延长到每年一次。观测点要固定,用同样的仪器、同样的方法,数据才可比。

六、五个容易出事的瞬间

1、支撑顶升过快。原结构产生反向应力,未加固部位开裂。

2、切割顺序错。先切断了主要传力路径,结构瞬间失去稳定。正确顺序是先加固、后拆改。

3、焊接时未卸载。受力构件焊接,热影响区在应力下开裂。

4、支撑拆除过早。加固件未达到设计强度(粘钢胶固化、焊缝冷却)就拆支撑,等于没加固。

5、雨天施工。粘钢与涂装对湿度敏感,相对湿度超过 85% 不得施工。赶工期在这时候施工,粘结强度可能只有设计值的一半。

加固施工的本质,是在「结构已经不安全」的前提下做手术。每一步都要想清楚:这一步做完,结构是靠什么站着的。

埃菲尔钢结构的加固项目先复核原结构状态、出卸载与支撑方案,焊接按低线能量工艺控制并监测变形,加固后配套防腐防火恢复与观测点布设。需要加固施工,可打 0311-85523085。

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