混合結構廠房梁柱加固技術

韓大江

(北京首鋼建設集團有限公司機械運輸分公司，北京 100043)

1 工程概況

某鋼鐵公司煉鋼廠房鋼水跨長280m，寬27m。混凝土柱共38根，為兩側通高立柱，中間設有斜支撐，高35.7m，柱距12/18m，單側立柱截面尺寸為0.8m×0.4m(長×寬)，廠房內部結構如圖1所示。吊車梁尺寸包括12m×2.05m×0.6m，18m×2.5m×0.8m(長×寬×高)，梁底距地面20m。煉鋼轉爐和鋼水包需進行擴容改造，采用角鋼+鋼板帶的方式加固混凝土柱，采用下翼緣板下方焊接T形加固件的方式加固吊車梁，以滿足承載要求。混凝土柱加固件重180t，吊車梁加固件重205t。

圖1 煉鋼廠房內部結構

2 施工難點

1)混凝土柱截面尺寸較大，為保證鋼板帶焊接質量，角鋼需與柱緊密貼合。

2)進行吊車梁原位加固時，不能影響鋼材正常生產，無法搭設腳手架，施工前需搭設移動腳手架作為操作平臺，以保證高空作業安全。

3)吊車梁加固使用的T形加固件長12/18m，單件最大質量3.87t，不能在加固件上焊接吊耳，需設計高效安全的吊裝方式。

4)T形加固件就位時存在自然下撓，導致其與吊車梁底部貼合不緊密，進行高空焊接時釋放焊接應力，對焊接質量和加固強度造成一定影響，需控制焊接變形，采取合理可行的解決措施。

3 關鍵施工技術

針對本工程施工難點，制定以下加固流程：施工準備→混凝土柱加固件現場制作→移動腳手架搭設→混凝土柱加固→吊車梁T形加固件加工→吊車梁加固操作平臺制作與安裝→吊車梁吊點設置→T形加固件起吊就位→焊接→操作平臺拆除→現場清理。

3.1 混凝土柱加固

采用4根∟100×8外包混凝土柱四角，沿柱高度方向每隔300mm焊接鋼板。施工前需搭設移動腳手架作為操作平臺，并利用特制就位裝置將角鋼緊密貼合在柱四角，以保證焊接質量。就位裝置如圖2所示，可實現角鋼快速穩定就位，施工簡便，保證了混凝土柱加固質量，加固完成的混凝土柱如圖3所示。

圖2 就位裝置

圖3 加固完成的混凝土柱

3.2 吊車梁加固

如果在吊車梁T形加固件上焊接吊耳進行吊裝，吊耳焊接與拆除將影響加固件強度，且降低施工效率，為此，特制吊裝裝置。該裝置由鋼板卡具和雙頭螺栓組成，鋼板卡具上部設置2個吊裝孔，下部兩側焊接套管(見圖4)。吊裝時將鋼板卡具分別卡在T形加固件下翼緣板合適位置，將雙頭螺栓穿入鋼板卡具套管內，將每個鋼板卡具中的1個吊裝孔作為起吊點，就位時利用手拉葫蘆連接另1個吊裝孔，實現空中轉接。吊裝裝置可提供多個吊點，操作方便，安全高效，且可周轉使用。

圖4 吊裝裝置

將制作完成的T形加固件運至吊車梁下方，因廠房不停產，不具備腳手架搭設條件，為此，沿T形加固件下翼緣板長度方向每隔2～3m焊接1道角鋼框架，在框架底部橫梁上鋪設木腳手板并固定，制成與T形加固件長度相等的臨時操作平臺(見圖5)，T形加固件與臨時操作平臺在地面拼裝成整體后吊裝就位。臨時操作平臺為高空轉接安裝提供了安全可靠的操作空間，提高了施工效率，不影響鋼材正常生產，解決了汽車式起重機無法直接吊裝就位T形加固件的問題。

圖5 臨時操作平臺

在吊車梁走臺通道上開設人孔，并設置爬梯，便于人員上下通行。在吊車梁上翼緣板焊接4個吊點，吊點位置與T形加固件特制吊裝裝置的位置對應。在吊車梁走臺通道一側2個吊點上安裝卡環和鋼絲繩，并與2t手拉葫蘆相連，將吊鉤置于吊車梁下端備用，滑觸線一側2個吊點通過卡環與絕緣吊裝帶相連，防止與滑觸線發生觸碰，吊裝帶下端距滑觸線約1.5m。利用汽車式起重機與手拉葫蘆空中轉接的方式就位T形加固件與操作平臺，首先使用25t汽車式起重機將T形加固件吊至吊車梁下方；然后施工人員由走臺通道人孔進入臨時操作平臺，將手拉葫蘆掛在絕緣吊裝帶上；最后將手拉葫蘆吊鉤與對應的特制吊裝裝置吊孔相連，確認無誤后汽車式起重機回鉤，提升手拉葫蘆緩慢就位加固件(見圖6)。T形加固件焊接完成后，施工人員由操作平臺一端向另一端拆除木腳手板，利用汽車式起重機安裝重力可調式操作平臺，逐個拆除角鋼框架。

圖6 T形加固件就位示意

4 T形加固件焊接變形控制

T形加固件跨度大，就位時發生下撓。對于加固件與吊車梁下翼緣板貼合不嚴密的部位，利用提前加工制作的門形鋼板卡具配合千斤頂將加固件頂升到位，以保證焊接質量(見圖7)。

圖7 T形加固件頂升示意

T形加固件采用熔透焊接工藝，焊接變形控制難度較大，為此，由2名焊工由一端向另一端間隔200mm進行加固件雙面間斷點焊(見圖8)，間斷點焊完成后焊接剩余部分。

圖8 雙面間斷焊縫位置示意

5 結語

某鋼鐵公司煉鋼廠房采用角鋼+鋼板帶的方式加固混凝土柱，采用下翼緣板下方焊接T形加固件的方式加固吊車梁，以滿足煉鋼轉爐和鋼水包擴容后的承載和安全使用要求。加固施工不影響鋼材正常生產，且加固效果較好，具有一定經濟效益。