01
某生产车间主厂房位于江苏省常州市,采用结构门式钢架,钢柱为矩形方钢管柱,主梁为变截面H型钢屋面梁,跨度24米,设备管线悬挂在结构钢梁上。主厂房建筑封顶,设备试运行期间,管线内充满有压力气体或液体,此时,主厂房四根钢梁发生不同程度的下挠情况(最大挠度为220mm),屋面下陷,问题发生后,停止试运行,采用临时钢管支撑钢梁中间,并采用千斤顶向上顶回部分变形(此时挠度为160mm),然后对下挠钢梁进行变形纠正及加固。
@厂房三维模型
@厂房屋面钢梁发生不同程度的下挠
02
经过方案选取对比,最终确认采用撑杆拉索(张弦梁)方案,每根梁垂直布置 3根撑杆,钢梁两侧设置钢拉索。四根钢梁中的一根截面面较小,经验算在钢索施加力情况下,钢梁为压弯构件,会产生失稳,因次对此根梁进行粘钢加固。
@张弦梁示意图
@中部撑杆与锁夹节点
@钢梁翼缘粘钢节点示意图
由于钢梁悬挂工艺用管线,运行期间充满有压力的液体及气体,工艺荷载估算较难,张弦梁加固设计时按已发生的变形推算荷载,然后按张弦梁的最终形态计算各杆件的内力及变形,验算结构极限承载力及正常使用条件下的变形。
采用SAP2000进行了张弦梁的施工模拟计算,主要结果为:竖向撑杆轴向力为52kN,拉索为310kN,挠度90mm。根据计算结果拉索采用2根直径22mm高钒索。
@挠度计算结果
@轴力图
@弯矩图
03
张拉完毕后,挠度均控制在90mm以内。
轴线 | 原始 | 临时支撑 | 张拉后跨中挠度 | 油表 (MPa) | 单根索张拉力(KN) |
2-E | 21cm | 16cm | 7.2cm | 22 | 203.4kN |
22 | 202.2kN | ||||
2-D | 16cm | 14cm | 4.8cm | 20 | 184.8kN |
20 | 183.6kN | ||||
2-C | 10cm | 9.95cm | 6cm | 14 | 128.8kN |
14 | 127.8kN | ||||
2-B | 未测 | 6.3cm | 12 | 110.1kN | |
12 | 109.3kN |
04
STEP1:临时支撑
@ 屋顶吊杆及管线
@临时支撑
@临时支撑
@临时支撑
STEP2:施工步道安装
@施工步道安装
STEP3:主钢梁粘钢加固
@粘钢前钢梁打磨
@粘钢后夹具夹紧
STEP4:张弦梁施工
@钢梁钻孔
@撑杆安装
@拉索安装
@临时支撑位置千斤顶顶起
@拉索张拉
@中间节点
@张拉完成后效果
@张拉完成后效果