吊裝現場臨時承載梁加固方法探討

宋首元 張磊

摘? 要：在電廠安裝施工中，大件吊裝和大型塔吊的安裝常常借用永久結構，對梁進行臨時加固，需要對鍋爐鋼架立柱、除氧間平臺梁等的受力進行校核，對強度不足的梁、柱等做臨時加固處理。臨時加固既要滿足梁在吊裝階段的強度要求、力求加固工藝簡單、結構安全，又要保護梁的原有結構和形態，吊裝完畢恢復原狀實施有關方案。該文結合現場實踐，介紹了兩類4種臨時加固方法，對有關計算、加固注意的問題和選擇利弊做了分析和探討。

關鍵詞：起重? 臨時承載梁? 加固

中圖分類號：TU74 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0066-02

1? 常見加固方法

1.1 設置臨時支撐傳遞承載梁受力

1.1.1 采用臨時立柱支撐補強承載梁強度的不足

在水平拖運高加等大件時，需要借用廠房主梁作為支撐鋪設拖運梁和軌道，在有些時候承載梁強度不足時，采用在梁的下方加臨時立柱支撐的方法來滿足吊裝時的強度要求。

某電廠高加位于廠房6.3m層，采用雙機抬吊，然后引拖就位方案，需要先將高加一端就位在廠房擴建端第一根主梁上，經計算該梁不能滿足承載要求，采用在地面鋪設路基板，在路基板和承載梁之間加H型鋼承重的加固方案。

對臨時支撐穩定性進行驗算，H200×200×8×12力學參數，慣性半徑iy=507mm，截面積A=6208mm2，長度系數u=1，長度L=5400mm，則長細比λ=107<150。查表得，B類截面軸心受壓穩定系數φ=0.511，=147，計算通過。

安裝時將主梁集中受力點位置加兩道筋板，防止翼緣板變形;在集中受力點下方設置臨時支撐立柱，兩端焊接端板保證支撐受力均勻;支撐上下兩端與主梁和路基板頂緊后間斷焊接。

該方法安裝工藝簡單，作為支撐的材料可以臨時代用或使用廢料，較為經濟。但使用時一方面要考慮將兩端頂緊，必要時用墊鐵、鐵片等適當處理，保證柱端穩定和力的傳遞;另一方面要注意路基板下方基礎的處理，一般情況該位置設計有混凝土地梁，要明確地梁的允許受力，在受力不允許時，要對回填土進行處理，壓實墊平，使得路基板受力均勻并防止受力后下陷。

1.1.2 塔吊附著點立柱間采用加橫梁的方法傳遞附著力

鍋爐安裝施工采用附著式塔吊，塔吊分多層附著在鍋爐鋼架的立柱上，一般將附著點位置在爐架上下層之間的立柱簡化為梁進行強度校核。在單根柱強度不足時，采用在鍋爐鋼架同排同高度兩個立柱之間加橫梁（或鋼管）的方法，將連接橫梁和兩個立柱的連接點設定為剛接，附著力由兩根立柱分擔，兩根立柱的受力分配由慣性矩比來決定。

某項目60t塔吊附著在鍋爐K3、K4柱上，其中一層附著點位置在35.9m（32.25m層與42.75m層之間），立柱（K3/34.6軸）為H型鋼H412×400×14×26，垂直于型鋼力學強軸方向的附著力為550kN，立柱的高度為10.5m，對該立柱的強度進行校核。將該立柱設定為一端固定、一端簡支的梁計算。彎矩Mmax=60.85×107Nmm，剪力Q=45.78×107N，則正應力σ=147.9MPa，切應力τ=86.3MPa，復合應力Σσ=210.2MPa，在復合應力作用下，該立柱在該方向上強度不足。

在該立柱和相鄰立柱（K3/27.6軸，H型鋼H500×720×

40×70）間加一φ219×8的無縫鋼管連接，在立柱節點位置打抱箍，鋼管連接在抱箍上，不對立柱造成傷害，但抱箍四面與立柱頂緊后焊接。計算兩個立柱的慣性矩，根據慣性矩大小分擔受力，則兩根柱子分別受力為F1=80kN，F2=470kN。最后復算兩立柱強度、校核連接鋼管的強度和穩定性足夠。

1.2 采用截面補強的方法，提高梁自身的力學性能

1.2.1 截面內補強

在一些剪應力過大或者正應力接近允許應力的場合，可以采用在型鋼截面內焊接鋼板的方式，適當提高型鋼的力學性能。H型鋼規格為H410×450×16×25，計算校核時發現切應力超過限值。根據工字型截面上的剪力幾乎全部由腹板承擔的力學原理[1]，在原來腹板的兩側對稱安裝兩塊等厚度“腹板”，通過提高腹板的截面積減小切應力，同時也適度提高了梁的整體力學性能。

1.2.2 截面外補強

該方法就是在承載梁原來截面的基礎上，通過增加新的截面提高梁的力學性能以滿足強度要求。如某電廠除氧器安裝項目，除氧器布置在39.3m層K0-K1排、G2-G5軸之間，在G2-G7梁上鋪設引拖梁，將除氧器自G7軸向G2軸引拖就位，G7鋼梁原截面為H700×300×10×16型鋼，梁的長度為10.5m。

此種方法通過增加工字型梁高度（腹板高度）的方式，大幅提高了梁的力學性能，加固前后力學性能對比如表1。通過計算對比可以看到在兩個集中力區間焊接增加T型結構，滿足吊裝時臨時承重的安全要求，同時考慮到加固后梁腹板的高厚比超過臨界值，因此，在新增的T型結構上每隔1m對稱布置橫向加勁肋，以保證梁的局部穩定性。

該方法通用性強，可以作為增強梁力學性能的常用方法，但是無論是安裝還是施工后拆除工程量都較大;安裝工藝較為復雜，尤其像案例中在翼板下方焊接采用仰焊的方式，焊接較為困難，必須加強安裝質量控制。

2? 結語

上述實例都來源于現場實踐，是結合現場實際條件、因地制宜的結果。在起重吊裝作業對永久結構梁進行臨時加固時，還要遵守有關規范的要求，方案應得到原設計單位的認可或者將方案作為一種優化的建議與原設計單位會商。另外，該文只介紹了梁的加固方案，梁的節點必須同時進行核算，滿足承載要求，保證吊裝作業安全，這是必要和前提條件。

參考文獻

[1] 金康寧，謝群丹.材料力學——21世紀全國應用型本科土木建筑系列實用規劃教材[M].北京：北京大學出版社，2006.

[2] GB 50017-2003，鋼結構設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[3] 周仁忠，郭勁，曾健，等.大跨徑鋼箱連續梁橋臨時結構加固計算[A].第十九屆全國橋梁學術會議論文集[C].2010.