鋼結構過梁在油田結構加固工程中的應用

李志偉（大慶油田有限責任公司第二采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000）

鋼結構過梁在油田結構加固工程中的應用

李志偉（大慶油田有限責任公司第二采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000）

本文主要對鋼結構過梁在油田地面工程中的應用進行深入探討，并對鋼結構過梁在砌體結構加固中的作用進行了研究。

過梁；鋼結構；砌體結構加固

目前，油田地面工程中的建筑主要采用砌體結構，對建筑的改造內容也主要集中在空間功能的變更，對于新增設分隔結構的加固主要采用現澆鋼筋混凝土或鋼筋混凝土預制構件加固等方式，本文主要討論將目前工程中較為常用的鋼結構加固形式應用到油田的改造工程中，及降低了成本又對建筑改造的堅固及適用性有著顯著的提高，對今后的工程改造設計有著重大借鑒和指導意義。

1 情況簡介

在改造項目中，對現有結構的空間進行功能變更時需要進行結構加固的工程主要有兩種，一是隔墻上開設門窗洞口，二是拆除原有隔墻。

1.1 開設門窗洞口

目前油田地面工程設計中砌體結構過梁主要采用現澆鋼筋混凝土過梁。

圖1 過梁 平面圖

在改造項目中，新增門窗洞口的過梁施工普遍采用先開槽，將預制的鋼筋混凝土過梁埋入槽內，采用混凝土將縫隙灌實，然后再開設門窗洞口。這種過梁的施工改造方式雖然最終達到了鋼筋混凝土過梁承擔門窗洞口上方砌體荷載的效果，但是由于施工時開槽的人為因素影響較大，過梁槽與所安裝過梁之間存在不均勻縫隙，即使后來將縫隙采用混凝土填實，但是也無法達到均勻傳力的效果，可能會產生門洞口變形的情況。另外，通過開槽的方式安裝的鋼筋混凝土過梁的與支座的契合度，及門窗洞口周圍的砌塊的均勻程度，都是影響過梁支座處的傳力效果。

1.2 拆除原有隔墻

一些項目中，由于有的建筑建設時間較早，樓板為預制板結構，在拆除原有非承重隔墻時，會發現隔墻上方未設置圈梁，如果貿然拆除墻體，會造成嚴重的施工安全事故。

無論是在承重墻上開洞還是打通承重墻形成大開間的情況，主要解決洞口以上各層墻體的荷載及以上各層荷載的傳遞問題，必須通過新加設的置換構件或者結構把這些荷載傳遞到基礎上。

2 分析與應對策略

針對上述問題，必須在開設洞口位置增設過梁，或者在拆除原有墻體處增加支撐梁，鑒于混凝土梁澆筑振搗質量差，施工復雜，可采用鋼結構構件對砌體結構進行置換。采用鋼結構置換粱可以縮短工期，施工也較為方便。

2.1 設計分析

鋼過梁強度驗算，以240mm墻體，跨度1m的洞口為例，過梁采用[25槽鋼（Q235），強度根據公式為：

M/γx×Wnx=f《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）第4.1.1條；

M=f×γx×Wnx=215×1.05×30607=6.9kN·m；

鋼過梁的理論承載力為q=8M/l2=8×6.9=55.2kN/m；

洞口上方傳至鋼過梁的荷載為σ=18×0.24×1.0（過梁上方磚砌體高度）×0.5=6.48kN/m。

根據計算，鋼過梁強度滿足承載力需要。

新加設的鋼梁除按普通粱計算正斜截面承載力外．還要根據其受力要求考慮以下幾個因素：1)置換粱受力過程有別于普通粱，普通粱是隨施工過程逐步加載的，而置換粱是瞬間完成加載。2)置換粱剛度的要求更高。置換梁承載的上部砌體為舊砌體，不允許再有附加變形．否則將開裂損壞，因此置換梁的撓度一般應控制在1/300以內。

2.2 應用分析

對砌體結構進行結構加固時，對于較小洞口可采用鋼結構構件置換過梁的形式進行加固。對于較大洞口可采用鋼梁托換技術進行處理。

（1）采用鋼結構作為過梁時，施工時也可采用開槽，嵌入過梁的施工方式，且鋼結構由于質量輕，更加便于施工。

（2）當結構作為圈梁時，需設置鋼結構構造柱，一般可選用與過梁型號一致的槽鋼作為構造柱，同時做為門洞口的包口進行使用。也可采用圓鋼或方鋼作為支撐構造的構造柱。均達到了結構加固的目的。

（3）使用型鋼雙托梁托換技術技術進行托換時，在墻體兩側設置槽鋼托梁，槽鋼翼緣朝外，通過墜板及螺桿連接夾住墻體。在墻體上鉆孔傳入螺桿，將兩根剛托梁連接后，進行鋼梁墜板焊接，然后自上而下拆除原墻體，采用型鋼梁雙托梁轉換技術時，原墻體應有圈梁。

2.3 應用情況分析

目前，改造工程中，鋼結構加固措施已廣泛應用與老舊的民用建筑，一方面鋼結構加固技術對原結構的破壞較少，另一方面，鋼結構加固技術可以增加原有結構的強度，可謂一舉兩得。

3 結語

目前，油田正進入轉型期，在控投資促生產的大環境下，對原有建筑進行改造翻新是節省投資的最好途徑，鋼結構憑借自身剛度大，價格低的獨特優勢必將在結構再造中被廣泛應用，在油田的改造工程中具有更加廣泛的前景。