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岩土研究院

【加固纠偏工程案例】断裂及倾斜柱的调整加固

38 2023-08-16 09:47:21

太原钢铁公司二钢厂钢渣场找桥,跨度25m,柱距9m。钢筋混凝土工字柱下半部外包300mm厚混凝土。在长期使用过程中,发现一些柱子向外倾斜,其中A列⑥、⑦、⑧轴线柱子倾斜严重,最大值达218mm。

现场调查发现,柱子根部外包的混凝土及工字柱本体的混凝土都有明显裂缝,局部已经脱落。将混凝土表面松散部分凿掉以后,可清楚地看到钢筋锈蚀严重。仔细观察还可看出钢筋向外侧弯曲。由此认为柱子向外侧倾斜主要是由于根部断裂造成的,基础的偏沉不是主要原因。

为避免影响生产,需利用该厂每年一次的停产检修时间完成断裂柱的调整加固工作。


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临时加固


由于柱子已经在根部断裂,随时都有倒塌的危险。因此,要求天车远离已经断裂的柱子,减少来自各方面的振动。另外,于断裂柱四周挖土彻底暴露断裂部位的工作开始前,在柱头上绑扎缆风绳,拉至四个方向固定。然后再处理断裂部位的松散混凝土,为下一步工作创造条件。

在断裂部位松散混凝土全部凿除的同时,于柱子四个角支顶钢短柱,钢短柱的支顶作业先从一个角开始。即凿掉一个角的外包混凝土后,立即支顶一根钢短柱,并且打紧模子。柱子的四个角支顶依次完成。用钢短柱代替混凝土承受上部柱子传下的压力,同时也使整个调整、加固工作能在比较安全的情况下进行。


2

屋盖系统的保护及监测


这次调整的钱桥柱,⑧轴线有屋盖系统。在调整过程中,我们采取了保护、监测措施,

从而保证了屋盖系统不被破坏,同时也减少了屋盖系统对柱子调整的阻力。具体措施如下:

(1)将支承屋架的钢短柱底脚与钢筋混凝土柱头连接的螺栓松开,以减少对钢筋混凝土柱子调整时的约束。

(2)在屋架下弦,没有水平支撑的节点与⑨轴线屋架下弦的对应节点之间,用木脚手杆连成一体,以防止调整时屋架受压,造成平面外失稳。

(3)在屋架与钢柱的连接点,向外侧拉一道钢丝绳,以减少对屋架的水平压力。.

柱子调整期间,对屋架的主要受力杆件进行应力测试。

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调整复位


调整复位时,在向外倾斜的柱头上施加一个向内侧的拉力使倾斜柱复位。具体作法是:

● 调整前将吊车梁、轨道等与柱子的连接点全部割开,减少其对柱子的约束。为防止调整过程中发生意外,梁与梁之间及走道板等又做了一些临时性的柔性连接。

● 在柱子上部绑扎钢丝绳,与滑轮组相连,绳头连至倒链,拉至对面柱子根部。

● 用人工拉倒链,拉力通过滑轮组传给倾斜的柱子,从而使柱子复位。

● 在施加拉力的同时,根据柱子复位过程中的具体情况,松动固定在柱子内侧的2个短钢柱模子,打紧外侧2个短钢柱模子。

● 将工字形柱外翼缘上的6Φ16钢筋,在柱子混凝土松散、钢筋稍有弯曲部位割断,以减小复位时的拉力。

● 在给柱子施加拉力的过程中,用经纬仪观测柱复位的情况。

● 倾斜柱复位之后,立即打紧4个钢短柱的模子,并将其与垫板焊在一起,然后撤去拉力。


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加固处理


由于渣场生产条件极差,经常有大量高温钢渣堆积在柱子旁边,甚至包裹柱子。推土机清渣时,推着钢渣冲击柱子的现象也时有发生。为保证柱子不再断裂,我们采用加大柱子截面的方法进行加固,从基础第二步大放脚到断裂部位2m以上范围内外包钢筋混凝土。

(1)将柱子基础及柱子表面(断裂部位以上2m范围内)凿毛并清理干净,凿掉松动混凝土。

(2)在柱基础第二步大放脚四周,用环氧砂浆粘结竖向钢筋,内外两侧按大于原柱受力筋配置,其余两侧配Φ22@250构造筋和¢10@200箍筋。钢筋保护厚度比正常情况大,按100mm考虑。

(3)用18mm厚钢板代替模板,钢板内侧焊一定数量的锚爪,混凝土浇灌后不拆除模板,以保护混凝土柱表面不致因钢渣冲击而破坏。.

(4)混凝土浇灌后,拆掉四周缆风绳,调整吊车梁、轨道等。

在整个柱子调整过程中,屋面系统未发生任何破坏,屋架受力杆件增加的附加应力最大值为200N/cm2。经过调整的柱子,在混凝土浇灌后3d开始承受吊车荷载,至今未发现异常情况。

实践证明,钢渣场战桥柱调整加固施工方法简单,周期短,并且能满足柱子的强度和刚度要求,适用于相同类型厂房柱子的加固。