牛道純

河南中德建筑工程有限公司（450000）

套管加固網(wǎng)架桿件關(guān)鍵技術(shù)研究

牛道純

河南中德建筑工程有限公司（450000）

基于套管加固法在網(wǎng)架桿件加固工程中的應(yīng)用，結(jié)合某干煤棚網(wǎng)架桿件套管加固工程實(shí)例，研究了套管加固網(wǎng)架設(shè)計(jì)方法、施工工序及其注意事項(xiàng)，該結(jié)論可為類似網(wǎng)架桿件加固工程的實(shí)施提供技術(shù)參考。

病害；套管；加固；網(wǎng)架桿件

0 引言

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力合理、安全可靠、外形美觀、經(jīng)濟(jì)合理，近年來得到了迅猛的發(fā)展，應(yīng)用十分廣泛[1]。然而，由于設(shè)計(jì)、制作、現(xiàn)場(chǎng)拼裝或吊裝、自然災(zāi)害、管理能力等因素致使網(wǎng)架工程出現(xiàn)較多病害，主要表現(xiàn)有桿件彎曲、高強(qiáng)螺栓機(jī)械拉斷，網(wǎng)架整體垮塌，上弦彎曲等破壞形式，其中以桿件彎曲、變形最為常見。該病害將對(duì)人民生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，產(chǎn)生十分惡劣的社會(huì)影響。因此，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)架加固技術(shù)的研究具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義和較高的經(jīng)濟(jì)效益。網(wǎng)架加固主要有套管加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、改變網(wǎng)架支撐的方法、CFRP加固法、粘鋼加固法及其組合加固法等等[2]，套管加固法是最常見的加固方法。

本工程為某干煤棚網(wǎng)架加固工程，由于管理及使用不當(dāng)，該干煤棚網(wǎng)架桿件出現(xiàn)較多彎曲變形，機(jī)械碰扭等病害，為滿足該結(jié)構(gòu)的安全性能、耐久性及適用性，需對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，加固后，該網(wǎng)架的可靠性滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求。

1 加固設(shè)計(jì)分析

1.1 套管加固法概念

套管加固法一般是在損壞的網(wǎng)架桿件外表面焊接角鋼或用直接外套大一型號(hào)鋼管（內(nèi)外管件之間空隙需要用內(nèi)支撐連接），通過加勁肋板有效的力學(xué)傳遞，使新舊桿件共同受力，為了加強(qiáng)新增外加管的受力性能，確保給予原內(nèi)管強(qiáng)大的支撐約束[3]，加固大樣圖如圖1所示。

圖1 套管加固法加固示意圖

1.2 加固方案的制定

為滿足該干煤棚網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的可靠性能，需對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)行套箍加固，桿件套箍加固大樣圖如圖2所示。

圖2 外包鋼管詳圖及剖面圖

1.3 套箍材料選定

套箍加固包鋼管材料選用Q235B，采用兩個(gè)半圓形等截面鋼管組成，焊條型號(hào)E43系列，考慮網(wǎng)架已經(jīng)變形嚴(yán)重，計(jì)算機(jī)軟件下料長(zhǎng)度與現(xiàn)場(chǎng)工況會(huì)產(chǎn)生較大誤差，施工單位必須在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)新?lián)Q桿逐個(gè)放線測(cè)量，以此作為下料長(zhǎng)度依據(jù)，方可進(jìn)行工廠加工制作。

2 套管加固施工工序研究

2.1 套管制作工藝

套管加固網(wǎng)架桿件施工工藝較為復(fù)雜，安裝高度不僅較高，底部正在機(jī)械施工，給施工尺寸下料帶來較多麻煩，施工單位應(yīng)提前預(yù)制好各種型號(hào)的外包鋼管各一個(gè)，并在工廠做試驗(yàn)，確保外包鋼管與原設(shè)計(jì)鋼管能夠緊密貼合在一起形成整體，方可大批量制作，原桿件兩端各350 mm范圍內(nèi)必須先進(jìn)行去除表層保護(hù)漆處理，然后方可與加勁肋焊接，外包鋼管安裝前，必須先將橡膠墊圈包裹并固定在原設(shè)計(jì)桿件四分點(diǎn)位置，然后方可進(jìn)行安裝[4]。

2.2 套管安裝工藝

套管加固主要施工工藝：桿件定位→下料→套箍焊接→防火、防腐等工序。套管加固施工是將內(nèi)置鋼隔板與第一層原鋼管與第二層套管焊接，使之成為一個(gè)整體，焊接內(nèi)置鋼隔板，第一層鋼套管和第二層鋼套管組成的整體，并做臨時(shí)固定[5]。

1）如果原鋼桿件需進(jìn)行網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)加固，則在第二層套管外側(cè)安裝環(huán)型箍板并施加初始緊固荷載，使鋼套管轉(zhuǎn)動(dòng)自如，便于外套管上的耳板在螺栓球節(jié)點(diǎn)處尋找部分空隙定位于螺栓球上的耳板，當(dāng)螺栓球上的耳板固定焊接好之后,可進(jìn)行下一步操作。

2）如果原鋼桿件不需進(jìn)行螺栓球節(jié)點(diǎn)加固，則安裝環(huán)型箍板后直接施加相對(duì)應(yīng)的緊固力以至環(huán)箍與外套管、外套管與內(nèi)原桿件均緊密連接，新增外套管接縫處用環(huán)氧膠泥密封。

3）由于該干煤棚網(wǎng)架桿件病害較為嚴(yán)重，為保證結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及安全，在加固施工過程中需對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)行全過程施工監(jiān)測(cè)。

3 結(jié)語

通過套管加固法加固該干煤棚網(wǎng)架桿件的工程實(shí)例，針對(duì)該干煤棚網(wǎng)架的底部受力桿件病害進(jìn)行結(jié)構(gòu)病害原因分析，制定套管加固方案，探討套管施工工序以及技術(shù)要點(diǎn)，提出加固施工的技術(shù)要點(diǎn)并進(jìn)行歸納總結(jié)，經(jīng)后期觀測(cè)，該工法在網(wǎng)架加固中取得了良好的效果，故該套管加固法可為類似工程的網(wǎng)架加固工程提供相應(yīng)的技術(shù)參考。

[1]汪菊.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加固研究[D].中南大學(xué),2012.

[2]蘇萍.既有空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固方法研究[D].山東大學(xué), 2014.

[3]劉中華,吳杰,等.某網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固處理方案探討[J].建筑結(jié)構(gòu),2011(6)：134-137.

[4]JGJ7-1991,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1991.

[5]GB 50205-2012,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2012.