[同程新作]主动式体外张弦拉索在既有钢结构加固中的应用

2019-01-15
同程建设科技

01

工程简述

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

加固设计

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


张弦梁端部节点.png@端部拉索节点
张弦梁中部节点.png

@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

加固实施

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

建造记录

STEP1:临时支撑

c-屋顶吊杆及管线.jpg

@ 屋顶吊杆及管线

f-临时支撑3.jpg

@临时支撑

d-临时支撑1.jpg

@临时支撑

e-临时支撑2.jpg

@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

02-粘钢前钢梁打磨.jpg

@粘钢前钢梁打磨

03-粘钢时钢夹夹紧.jpg

@粘钢后夹具夹紧

STEP4:张弦梁施工

04-钢梁钻孔1_看图王.jpg

@钢梁钻孔

@撑杆安装

08-拉索安装拉索.jpg

@拉索安装

09-临时支撑部位采用千斤顶起拱.jpg

@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


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