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水工程结构缺陷加固案例详解

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据现场检测的混凝土强度和配筋数量计算,结构承载力不满足安全要求,需要采取加固措施。通过加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和改变结构传力途径多种加固方法的比较论证,最后决定采用改变结构传力途径加固法。图13.16栈桥结构改变结构传力途径加固方案的设计实施。采用改变结构传力途径加固法处治后的结构,经过验算,证明该法效果显著,达到了加固目的,至今该工程已运行三年多无异常。图13.21加固施工图

水工程结构缺陷加固案例详解

(1)概述。某工程厂房栈桥,在中间位置有一平台,为框架结构,平台平面结构布置和所受的外力如图13.16所示。平台上所受的外力包括传动机器产生的振动荷载和斜向栈桥自重引起的静荷载。在使用过程中,发现①轴和④轴墙体上有温度裂缝,A轴的柱和墙体上有明显的破坏特征(裂缝如图13.17所示),A2柱、A3柱上L2梁底出现平面外抗弯能力不足引起的裂缝,L3梁顶标高处出现抗扭能力不足引起的裂缝。根据现场检测的混凝土强度和配筋数量计算,结构承载力不满足安全要求,需要采取加固措施。通过加大截面加固法、外包钢加固法、应力加固法和改变结构传力途径多种加固方法的比较论证,最后决定采用改变结构传力途径加固法。

图13.16 栈桥结构

(2)改变结构传力途径加固方案的设计实施。将L2、L3的两端与外框架相连,使A轴平面的框架构成如图13.18所示的整体,再将A轴、B轴的框架用4道联系梁LL相连,构成一个三维整体框架来共同承担外力。

加固前,外荷载作用在L2、L3上,并通过A2、A3柱传递给底层框架梁,加固后A轴形成一个有附加弯剪杆的平面框架,L2、L3、A2柱、A3柱内力值将明显减小,虽然边柱内力值有所增加,但仍满足承载力要求。

图13.17 A轴柱及墙体裂缝

图13.18 加固后的A轴框架

以水平方向的外荷载为例,A轴框架加固前后梁的平面外弯矩变化较小(图13.19,括弧内为加固前的值);柱的平面外弯矩变化较大,就L2梁顶平面而言,A2、A3柱根平面外弯矩降低约60%,平面内弯矩有所增加,但弯矩值很小(图13.20,上下两个值分别为轴平面外和平面内的最大弯矩);B轴框架柱根弯矩增加,其内力值远远小于A轴框架。

图13.19 加固前后梁的内力比较(www.xing528.com)

图13.20 加固前后柱的内力比较

新增的构件JL1和JL2,要承担平面内弯矩、平面外弯矩以及扭矩,要进行截面的抗弯和抗扭验算;连接A、B两榀框架的梁LL,按压弯构件验算截面承载力,A轴框架柱A1、A4以及整个B轴框架,都要进行抗弯和抗扭承载力验算。

原结构已经破坏的构件部分,需要进行处理,柱A2、A3要先将表面疏松的混凝土剔除,直至露出原截面箍筋,充分湿润后,用细石混凝土浇筑扩大截面,所用纵向钢筋要与上下梁有可靠连接,箍筋要与原截面箍筋焊接,焊缝长度80mm;梁JL1、JL2和LL中纵筋与柱A1、A4也要有可靠连接,可用化学植筋来实现,加固施工如图13.21所示。

由于结构处于腐蚀性环境,加固施工时新增部分要掺入一定数量的防腐剂。

(3)效果。某工程厂房间栈桥平台,将原结构的一些构件连成整体式三维框架,从而改变原结构的传力途径,使承载力未满足要求的构件荷载应力显著降低,转入到“正常使用”工况。

采用改变结构传力途径加固法处治后的结构,经过验算,证明该法效果显著,达到了加固目的,至今该工程已运行三年多无异常。

图13.21 加固施工图(单位:mm)

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