北京钢框架结构办公楼原钢结构的框架钢柱加固施工工法

'原钢结构的框架钢柱加固施工工法1前言由于建筑功能和造型的需要，大跨度空间结构应用越来越广，表现在：结构跨度大，结构形式多样化，造型新颖、别致，结构连接复杂，为了满足功能和造型的需要，结构加固方式也推陈出新，采取在原有建筑正常办公不卸载的情况下对原钢结构的框架钢柱进行加固，满足新老建筑物之间能够搭设大跨度、大重量的钢结构连桥，并使新老建筑物成为一个和谐的整体。2工艺特点2.1要在原有钢结构层与新建钢结构建筑物间空中增设钢连桥，必须对原结构钢柱进行加固，保证结构安全可靠。2.2新老钢结构之间空中搭设的钢连桥跨度36.1m、高度8.01m，高宽2.7m，重量大（130t），原有结构构件的承载就很重要。2.3原有结构要保持正常办公不卸载的情况下施工，结构加固方式的选择关键。2.4根据钢连桥荷载对原建筑物结构进行安全检测，确定科学合理的加固方案。2.5钢柱加固设计方法是在原结构H型钢柱的弱轴方向增设贯通钢柱全长的钢板，操作方便灵活、安全性好、可靠性高、通用性强。2.6现场实时监控纵向焊接收缩量，保证被加固结构正常办公的安全。3适用范围本工法从原钢结构加固方式的设计到加固施工现场操作，适用于在新旧钢结构建筑物之间增加大跨度、大吨位荷载的钢连桥，采取对原结构加固以及不影响原结构正常办公的钢结构工程加固。4工艺原理钢结构加固技术是近年来应用于建筑施工领域的新技术，它的主要原理是根据要增加的荷载要求，首先对原钢结构进行安全鉴定检测，根据荷载需要和实际现场场地情况，确定最佳结构加固方案；从而保证加固焊接时纵向焊接控制在收缩量最小，使原钢结构受力、变形均匀，操作方便灵活、安全性好。 5施工要点5.1钢柱加固方法：在H型钢柱的弱轴方向增设贯通钢柱全长的钢板，钢板对接焊缝质量等级为全熔透二级，加固用40mm和30mm的钢板与钢柱连接，分别采用16mm和20mm的间断和连续角焊缝。5.2主要节点形式如下图所示：5.3钢柱组对焊接顺序 ：为了确保加固钢柱时整体纵向焊接收缩达到设计要求最小值的目的，钢柱整体纵向收缩设计要求很小，加固组对、焊接顺序总体均为从下至上的顺序施工。焊接顺序：先焊接横向对接焊缝，降低到环境温度后再焊接角焊缝，角焊缝焊接采取分段退焊、采取窄焊道、多层多道焊接的工艺进行纵向焊接。5.4纵向焊缝分段及焊接程序：以加固钢板的自然长度为单位吊装就位，然后间断焊接。每隔200mm焊接300mm，连续焊缝按400mm分段退焊。5.5焊接工艺：选择CO2气体保护焊立向上工艺，以便控制纵向焊接收缩，严格控制焊接线能量。5.6测量监控：在原结构钢柱加固施工过程中应用沉降观测加强过程监控，制定合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降和由于焊接产生结构变形。6质量控制措施为控制好原钢结构钢柱的加固焊接施工质量，主要采取以下质量控制措施：6.1用于钢柱加固焊接用的材料都应有出场质量证明书或检验报告单，对焊材的领用应严格执行国家规范及设计要求，并做好记录。6.2焊接工艺评定：对不同厚度的钢板焊接分别进行焊接工艺评定，做好焊接工艺评定报告。6.3焊工培训和焊工考试：所有电焊工均要取得焊工资格认可，并要取得焊工合格证，同时进行焊工培训、考试。6.4做好施工现场原钢结构柱、梁的垂直度偏差记录。6.5该焊接加固施工，为避免焊接收缩环境的影响，最好选择在夏季或者秋季施工，避免在严寒多风的季节。6.5施工现场做好焊接施工技术交底，按焊接工艺评定报告的要求进行施焊。 6.6现场质检人员对施焊过程检查，焊接完毕后要进行探伤检测。6.7将施工资料进行归档整理。7安全控制措施7.1每道工序要做好安全交底，操作地点必须达到安全要求，方能进行操作。7.2加固钢柱焊接所搭设用脚手架，必须要按照经专家审定的搭设方案执行，充分利用“三宝”。7.3手持电动工具要带绝缘手套，并设有漏电保护装置。7.4高空作业人员操作时，必须精神集中，手用工具放入工具袋，避免物品掉下。凡患有高血压、心脏病、贫血等不适合高空作业的人员，不得进行高空作业。7.6钢结构是良好导电体，四周应接地良好，施工用的电源线是胶皮电缆线，所用电动设备应装漏电保护开关，严格遵守安全用电操作规程。7.7六级以上大风天，应停止作业。8施工机具序号工具、设备名称型号、规格数量备注16×9纤维芯钢丝绳公称直径12.5mm800m卷扬机及吊装用26×19纤维芯钢丝绳公称直径17mm40m吊装用3弓形卸扣3t38个起重量3吨。4弓形卸扣5t20个起重量5吨。5滑轮3t32m6倒链3t32个吊装及倒运7焊机CO28台焊接8温度计1支测量9水准仪S31台测量10经纬仪2″2台测量11钢卷尺50m1把测量12汽车吊8、25、80t各1吊装13千斤顶10t8台组对14卷扬机2t4台吊装 9劳动力配置合理而科学的组织劳动力是保证工程顺利进行的重要因素之一，必须周密计划、合理调度、实行动态管理，使劳动力始终处于动态控制中。劳动力需要根据工程的用钢量、面积、结构规模和允许展开的作业面确定。下表为80t左右的钢结构加固作业的劳动力需求建议：序号工种人数工作内容1项目经理1现场总指挥、组织协调2项目总工1全面负责加固施工整体技术3测量工程师1全面负责测量放线、轴线及标高检测4质量安全员4负责工程质量监督和安全生产5工长6负责结构加固的技术、质量、安全、进度6电焊工20加固钢板焊接施工7起重工4钢板转移、就位8油漆工12钢结构防火喷涂9电工2负责安装过程用电10测量工4基础复测、测量放线、轴线和标高检测、沉降观测11普工24辅助现场施工等10技术经济效益通过合理的加固方式的优化设计和施工顺序的安排，加固钢材节约了20%，加固工期提前了50%。经检验，满足结构安全和使用功能。原加固设计方案工程量约90t，优化后加固工程量约72t，节约钢材为90-72=18t，节约材料费为18×7980=元，节约人工费为18×730=13140元，节约机械费为18×80=1440元，创综合经济效益为元。提高了施工速度，保证了工程质量，为类似工程积累了经验和依据，取得了良好的经济、社会和技术效益。11工程实例中国xx银行总行办公楼分一期和二期结构，目前在施工程为二期（建筑面积61325m2）。要在原有一期钢结构八、九和十层与新建钢结构间增设钢连桥，连桥轴线尺寸：跨度36.1m、宽2.7m，高8.01m，共分两层，底标高32.87m，连桥顶标高40.880m，整座连桥重约130吨。 为保证结构安全可靠，经权威机构对一期的结构安全荷载的检测，设计提出了具体的一期结构钢柱加固设计方法，即钢柱加固设计方法是在H型钢柱的弱轴方向增设贯通钢柱全长的钢板，钢板对接焊缝质量等级为全熔透二级，加固用40mm和30mm的钢板与钢柱连接，分别采用16mm和20mm的间断和连续角焊缝。同时，要在原一期结构标高32.62m处增加一根钢梁，以便钢连桥的安装到位。本工程钢柱加固用钢板约72t。该工程加固施工业主要求不能影响其正常办公，即在原结构不卸载并正常办公的环境下进行施工作业，并要保证施工现场的环境和施工质量。'