吊车梁系统加固方法及注意事项详解

   日期:2024-07-31     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:344    
核心提示:2、钢柱常用加固方法原来的型钢柱(或构架)截面尺寸不是很大,可采用全截面外包混凝土加固(如图4a);2、钢梁常用加固方法2、屋架(托架)常用加固方法钢屋架(托架)加固方法类型较多,应根据原屋架存在问题、原因、施工条件和经济条件选择。改变结构计算图形的一般方法中,有许多可以用来加固屋架。

1.吊车梁体系加固

吊车梁体系加固包括吊车梁、制动结构、辅助桁架、支撑及各类连接的加固、修复,以及轨道调整等。

钢筋材料及连接材料的选择、荷载组合、水平荷载增加系数的确定及构造要求等均应符合现行国家标准的有关规定。当构件及连接因加固处理而改变疲劳计算类别时,重型吊车梁或重、中型吊车桁架应按加固类别重新计算疲劳强度,并应符合现行《钢结构设计规范》的规定。

吊车梁体系的加固,可对上翼缘与腹板焊缝处及腹板受压区内的裂纹进行修补,当裂纹修补完毕后,再将新焊缝填平。如条件允许,可用两块板制作吊车梁,并满足现行国家标准的有关规定。当因加固处理而改变构件及连接的疲劳计算类别时,应按现行《钢结构设计规范》计算吊车桁架的疲劳强度。应先沿裂纹加工坡口,在超出裂纹端部处应在坡口两端加固。宜同时在轨道下的上翼缘上设置垫梁或直接铺设垫块。在保证焊缝质量的前提下。

当吊车梁的受拉翼缘、腹板受拉区或吊车桁架的受拉杆、节点板等部位出现疲劳裂纹时,应更换整个结构或整个构件。上翼缘、腹板受压区的局部凹凸变形,可用机械矫正的方法矫平或加设加劲肋加固。下翼缘、腹板受拉区的局部凹凸变形,不得加设加劲肋加固。

当制动桁架损坏严重时,宜用制动板代替。制动板与吊车梁上翼缘的连接应采用高强螺栓连接,也可采用焊接。当垂直支撑损坏但不涉及其他结构构件时,在保证体系具有足够的空间稳定性的情况下钢结构加固设计,不必对其进行修复或加固。松动的高强螺栓应及时更换新螺栓,松动的螺栓不应拧紧后继续使用。当制动结构与吊车梁或吊车桁架的连接损坏时,宜用高强螺栓代替。

当吊车梁与柱连接损坏时,宜改用板铰连接。当柱的板铰连接轨道在垂直方向的偏差不符合要求时,可将吊车梁垫高或在轨道下加垫块或垫梁进行调整。当轨道在水平方向的偏差不符合要求时,应移动吊车梁进行调整。移动轨道调整时,必须采取措施,防止吊车梁翼缘与腹板连接处发生疲劳损坏。

当吊车梁腹板上部出现裂纹时,应先检查并采取调整轨道偏心等必要措施,然后采用焊接修复裂纹。然后根据裂纹严重程度及起重机工作方式类型,采用图6所示的方法进行加固。

2.钢柱加固

1. 柱卸荷方法

当在卸载条件下需要加固或更换柱子时,可以设置临时柱子(图1)或采用“以梁代柱”(图2)的方式,对结构进行卸载。

当仅需加固上部柱时,可采用吊车梁桥支撑屋盖(屋架),以卸载柱。当需要加固下部柱或工艺要求截断下部柱时,可在适当位置设置永久性托梁或支架,与相邻柱共同承担上部柱荷载(包括吊车梁荷载),如图(图2)所示。采用此方法时,应考虑到托梁取代下部柱后,托梁将产生一定的挠度,迫使原屋架下沉,可能损坏与此屋架连接的构件连接节点。为此,可预先在托梁上施加临时荷载,使托梁产生预挠度;采用此方法的顺序为:先加固相邻柱,将托梁焊接在相邻柱上,施加临时荷载,将托梁焊接在中柱上,卸载临时荷载,加固或截断下部柱。

2.钢柱常见的加固方法

(1)加固柱截面一般采用钢板或型钢,通过焊接或高强度螺栓与原柱连接,形成一个整体。

加固柱截面时,若新增钢板在长度范围内遇到横向加劲肋或角板等部位时,一般应在柱肢加固完成后,将横向加劲肋或角板切除,再焊回。当需要更换锚固件加固时,需将原有铆钉孔全部或部分扩大直径,避免拆除原有铆钉造成孔壁损坏。

(2)更改结构计算图,减少外柱荷载或内力

改变结构计算图可用于柱加固的通用方法有很多,将屋架与柱之间的铰接连接改为刚接连接,可减小柱的计算弯矩,柱截面可不加配筋,但须对屋架杆件进行校核。

(3)添加支持

采用附加支撑是为了减小柱的自由长度,提高承载力。(图3)为附加支撑形式,在保持截面尺寸不变的情况下,提高了柱的稳定性。

(4)在钢柱周围包裹钢筋混凝土,可明显提高承载力。原钢柱(或框架)的截面尺寸不是很大,可对整个截面区域进行混凝土加固(如图4a所示);

若原钢框架柱截面较大或与原柱承载力相差不大,或受压肢稳定性等因素造成原柱承载力不足,则只需对受压肢进行围护混凝土加固,形成组合结构(如图4b所示)。围护混凝土内应配置纵向钢筋及箍筋,纵向钢筋及箍筋的构造要求与普通钢筋混凝土柱相同,围护混凝土边缘距钢筋光滑边缘的距离不宜小于50mm,距钢筋翼缘面的距离不宜小于25mm。柱的截面承载力可采用刚构钢筋混凝土结构计算方法设计。

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3.柱底座加固方法

(1)柱底板厚度不足时的加固

在柱底部增加加劲肋,减小底板跨度,从而减小计算弯矩(图5a)。

在柱脚型钢之间浇注混凝土,使柱脚底板成为刚性很大的块体。为增加柱脚面的粘结强度,施工前应清除柱脚面的油漆、铁锈,同时焊接间距约150mm的φ16~φ20的销钉(图5b)。

(2)柱脚锚固不足时的加固

当钢筋混凝土基础较宽时,可采用附加锚栓加固(见图6a)。施工时先在混凝土基础钻孔,然后插入附加锚栓,灌注环氧砂浆或硫磺砂浆锚固,孔径不宜小于锚栓直径d+20mm,深度不宜小于30d。附加锚栓上端用螺母拧紧,压在柱靴梁上的悬臂梁上。

或者,也可将整个柱底座用钢筋混凝土包裹起来进行加固,新增钢筋应延伸至基础内,并与基础内原有钢筋焊接在一起(见图6b)。

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当底板面积不足时,可采用加宽底板、焊接附加加劲肋的方式进行加固(如图7所示)。

3.钢梁加固

1.钢梁卸载方法

钢梁、吊车梁的加固应尽可能在荷载作用下进行。当需要对梁进行卸载或部分卸载加固时钢结构加固设计,可采用临时支撑进行卸载。实腹梁设置临时支撑时,应注意临时支撑处实腹梁腹板的强度和稳定性,以及翼缘焊缝(或钉栓)的强度。对于吊车梁,限制桥式起重机的运行,相当于卸载大部分载荷,因为吊车梁自重产生的应力与桥式起重机运行时产生的应力相比,是极其小的。

2.钢梁常见加固方法

(1)附加梁截面加固法

梁的承载力可通过增大截面面积来提高。焊接组合梁和钢梁均可通过在翼缘和腹板上焊接水平板、垂直板和斜板来加固(如图1a~d所示),也可在翼缘和腹板上焊接型钢。当梁腹板的剪切强度不足时,可在腹板两侧焊接钢板加固(如图1j所示)。当梁腹板的稳定性无法保证时,往往不采用上述方法,而是设置附加加劲肋。采用圆钢、圆钢管来增大梁截面,是考虑到施工工艺的方便(如图1k所示)。

(2)改变结构计算图形配筋方法

改变结构计算图的方法有很多种,一般可用于对梁进行加固。(图2a)将梁在支撑部位的上下翼缘用钢板焊接,使每个单跨梁成为一个连续体系。钢板传递的力应刚好与支撑弯矩平衡。连续后,跨中弯矩可减小15%-20%,这将导致柱荷载的增加。应对柱进行校核。

(图3d)为长斜撑配筋,长斜撑支撑在柱底座上,虽然用钢量较多,重量也较大,但可以减少柱的内力。(图3c)为短斜撑配筋,短斜撑支撑在柱上,会将较大的水平力传递给柱,虽然用钢量较少,但只有在柱具有足够的承载力时才能采用。这两种方式一般都采用焊接将斜撑与梁连接起来。验算时需考虑到梁的中部(斜撑支撑点之间)会产生压力,有时梁截面需加固(如图4所示)。

当梁上的荷载增加时,为避免对柱和柱脚进行加固,最有利的是在新基础上设置垂直支撑(柱子)(图3a),但需要修建新的基础,一般并不比加固方案(图3c)和(图3d)经济多少。

在层高较高的房屋中,(见图5)采用固定在上部柱上的吊杆加固梁的方法。由于吊杆不是沿腹板轴线与梁连接,所以梁也是受扭的;吊杆应施加预应力,吊杆由预应力引起的应力与梁计算荷载之和确定。

(3)下部支撑架梁加固方法

当允许对梁进行卸载加固时,可采用下部支撑架进行加固(见图6a、b)。各种下部支撑杆件使梁成为刚性上弦桁架。下部支撑杆件一般为各种非预应力型钢(角钢、槽钢、圆钢等)。也可采用预应力高强度钢丝束对吊车梁进行加固。所有加固部位均应与梁的横向加劲肋或腹板连接,若与下翼缘连接,抗震性能将有所降低。

4. 屋架及支架加固

1.屋架及支架卸载方法

屋架或托架的加固也应尽可能在荷载作用下进行,如需卸载或部分卸载钢筋或更换时,可采用(图1)所示的卸载方法。

(图1a)在屋架下弦节点下设置临时支撑,将临时支撑直接从地面升起。(图1b)在起重机桥上安装临时支撑,或在桥上设置脚手架,用千斤顶将屋盖荷载转移到脚手架上;这样,桥式起重机不占用起重机下方的厂房空间,起重机可以行走,可以逐一进行屋盖加固,提高了效率;临时支撑的支点应在桁架节点处;这种卸荷方式会严重影响生产。

支架也可采用类似的方法卸载(图1a),由于支架处于起重机作业范围之外,其卸载对生产影响较小。(图1c)是在屋架下弦节点处形成支撑式结构,通过张拉其拉杆改变屋架的应力卸载。此时应根据千斤顶或支撑的压力对屋架进行承载力验算,并注意杆件内力是否发生变化或增大。若个别杆件、节点承载力不足,应在卸载前予以加固。

2、屋架(支架)常见加固方法

钢屋架(支架)加固方法有多种,应根据原屋架存在的问题、原因、施工条件和经济条件选择。

(1)杆段配筋

屋架(桁架)中某些构件承载力不足时,可用增加附加构件截面的方式进行加固。桁架构件的附加截面一般采用增加焊接角钢、钢板或钢管的方式进行加固。(图2)为上、下弦截面加固示意图。(图2a、b、c、g)既适用于上弦,也适用于下弦,而(图2d)用于上弦时需拆除屋盖。(图2e、f)适用于下弦截面加固。(图3)为腹板截面加固。(图3a)适用于原构件弯曲较小的构件,(图3d)适用于圆钢加固,适用于受拉杆。若采用钢管加固,也可用于受压杆。 采用圆钢或圆钢管加固截面,可尽量减少截面质心的移动,不破坏屋架构件的排列方向。(图3f、g、h)适用于截面垂直杆件的加固。(图3i、j)适用于单角钢腹杆的加固。

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(2)改变结构计算图形配筋方法

在一般的改变结构计算图的方法中,很多方法都可以用来加固屋架。增加支撑或支点可以增加屋架的空间刚度,将部分水平力转移到山墙,提高抗震性能。因此,在屋架刚度不足或支撑体系不完善时,可以采用这种方法。利用细分杆件,降低受压杆件的长细比,增加原杆件截面的承载力。

将原铰接钢桁架改为连续结构,在单跨情况下,由铰接改为刚接也会改变桁架构件的内力。支座连接方式的改变可以减小大部分构件的内力,但也可能改变个别构件的内力特性或使应力增大。因此,改变支座连接方式后的桁架应重新进行内力计算。

采用预应力筋(高强钢或高强钢丝束均可),可减少多根杆件内力;增设锭式预应力筋,采用直线预应力筋;在两节点处焊接刚性臂施加预拉力,采用折线型预应力筋。

(3)支撑框架加固方法

(图4)就是在屋架下加设支撑架加固屋架。加设的框架拉杆可以锚固在屋架上,也可以锚固在柱子上。加设的框架支撑通过立杆向上的力,将屋架上的荷载卸下。为了产生向上的力,先用千斤顶将拉杆与屋架之间的距离加大,然后再安装支撑架。用支撑架加固屋架会影响吊车的移动,所以适用于没有吊车的厂房或有支架等屋架的厂房。

(4)卸载方法

屋面减荷加固法是最常用的卸载方法。降低屋面荷载可以降低桁架各杆件的内力,有效提高桁架的安全性,全面解决桁架的抗裂、承载力问题。降低屋面荷载的主要方法是更换屋面结构,减轻屋面自重。例如,大面积屋面板可用瓦楞铁或石棉水泥瓦代替,屋面防水层可用轻质薄层材料代替。

双承重体系法也是一种卸荷方法,就是在原屋架旁增设屋架,以辅助原屋架承受荷载。其中一种设置方法是在两块原屋架之间增设屋架,这样既辅助原屋架承受荷载,又可减小小桁架间距,减小屋面板跨度。但增设屋架的放置问题往往较难解决,而且要注意在屋面板中间支撑点(即增设屋架)不要产生负弯矩。另一种方法是在原屋架两侧各绑设一新屋架,新屋架一般采用钢屋架或轻钢屋架。

由于新增屋架不仅施工困难、耗用钢材多,而且与原屋架配合困难,所以这种加固方法只在其他加固方法施工难度很大或太不经济,或不允许卸载屋架时才采用。当屋架及屋面结构损坏严重,基本失去加固意义时,应拆除原屋面结构,换用新的屋架及屋面结构。这种方法只在必要时采用。

 
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