多层旧厂房生产状态下钢框架高强度螺栓更换施工工法.docx
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1、多层旧厂房生产状态下钢框架高强度螺栓更换施工工法宁夏煤炭基本建设有限公司崔晓林常增波刘怀文贾前义王建斌1前言由于各类工业钢结构厂房在正常生产过程中,长期经受冲洗水、降尘水等工业用水的侵蚀,造成钢结构框架节点处高强度螺栓出现锈蚀现象。为避免安全生产事故的发生,在不影响正常生产的情况下,更换框架节点处高强度螺栓,成为近年来各厂矿企业及施工单位研究和攻克的重点及难题。我单位针对钢结构框架不同的受力情况,选用相应的设备支撑系统,对钢结构框架进行顶撑卸载后更换高强度螺栓,同时依据工程实践的总结形成了本施工工法。该工法具有保证施工质量和安全、大幅度缩短施工工期、降低施工成本等优点。该工法先后在布尔台选煤厂
2、主厂房D系统、布尔台选煤厂主厂房C系统、布尔台选煤厂主厂房A、B系统三个工程中得到成功应用,取得了很好的经济效益和社会效益。2工法特点2.1 该项工法采用的机具设备均为常用小型设备,简单易行、操作方便、经济适用。2.2 边生产边施工,每天利用生产检修间隔时间进行更换施工,生产开机前需将螺栓更换完成,能够保证正常生产。2.3 采用此工法能够加快钢结构高强度螺栓更换速度、保证螺栓更换质量。2.4 利用车间内各系统对作业区进行功能区域划分,减少作业面狭小带来的工效损失,省工省时、提高工效、确保安全。2.5 支撑方式均采用型钢等材料自行制作,可重复多次利用。3适用范围生产状态下有荷载钢结构框架节点高强
3、度螺栓更换及加固4工艺原理本工法螺栓更换的方式主要为有梁柱框架的牛腿支撑进行卸载的更换方式、主次梁结构的吊挂式杆件组合支撑进行卸载的更换方式及丝杆下部增加钢梁支撑进行卸载的更换方式三种。梁柱牛腿支撑进行卸载的更换方式是在螺栓更换梁柱节点位置以下,钢框柱适当位置上临时设置钢牛腿,利用千斤顶将上部钢梁上的荷载传递到节点以下钢柱上,以实现卸荷并更换螺栓的方法;当螺栓更换节点为无钢柱的主次梁节点时,采用吊挂式杆件组合支撑进行卸载或丝杆下部增加钢梁支撑进行卸载的更换方式。吊挂式杆件组合支撑进行卸载的更换方式,主要是采用吊挂式杆件组合将更换节点处钢梁荷载,通过杆件产生向上的拉力,将荷载传递到上层钢梁或其它
4、构件的方法:丝杆下部增加钢梁支撑进行卸载的更换方式是通过增设临时钢梁,将更换节点处荷载通过丝杠传递到临时增设的钢梁上,再由临时钢梁将荷载力分散传递到永久钢柱、梁的卸荷方式。4.1 梁柱牛腿支撑进行卸载的更换方式4.1.1 因结构钢梁间大多有设备,且结构层较高时,钢柱无法支顶。采用钢牛腿传力法,把剪力传至钢柱上确保结构安全。钢板焊接牛腿与钢柱固定,千斤顶置于牛腿上进行支顶卸载更换螺栓。更换平面及立体图如图4.1.1-1所示:图4.1.1-1图4.1.1-24.1.2 对整体钢结构厂房采用整体建模,采用3D3S计算软件整体分析,加上钢结构上原有设备的重量算出梁柱节点处的受力,再通过最大承载力F=O
5、.12P(F-梁柱节点的承载力,0.12是根据施工手册查的木板与钢柱间取最大摩擦系数,P-相应螺杆的预应力)公式计算出最大承载力,数据可根据建筑施工计算手册得到。牛腿的承载力必须大于节点处的受力,再根据受力情况选取相应的千斤顶,安全系数取L24.2 吊挂式杆件组合支撑进行卸载的更换方式4. 2.1此方式为主次梁节点螺栓更换方式,由于受工艺设备布置限制,更换螺栓部位的下方无结构梁布置,主次梁螺栓更换节点无法设立支撑系统,可选用吊挂式杆件组合支控进行卸载。如图4.2.IT所示:图4.2.1-15. 2.2对整体钢结构厂房采用整体建模,采用3D3S计算软件整体分析,加上钢结构上原有设备的重量算出主次
6、梁节点处的受力,根据最大受力节点分析选用相应的丝杆规格,丝杆的长度不宜大于500mmo丝杆下部增加钢梁支撑进行卸载的更换方式相同。6. 3丝杆下部增加钢梁支撑进行卸载的更换方式此方式为主次梁节点螺栓更换的另一种方式,由于受工艺设备布置限制,更换螺栓部位节点的下方有结构梁布置,但结构梁偏离更换螺栓部位的下方,节点无法设立支撑系统,采用丝杆下部增加钢梁支控进行卸载。如图4.37所示:图4.3-15施工工艺流程及操作要点7. 1工艺流程:5.1.1 牛腿支撑进行卸载的工艺流程十字牛腿制作T牛腿更换节点处安装T牛腿与钢柱接触面木板(防滑,增加摩擦)安装T移到相应位置固定,用螺杆上紧T安装千斤顶于节点主
7、梁底T将千斤顶的承载力控制到计算的承载力值T调整支撑力大于承载力检查牛腿的可靠固定是否合格(不合格重新进行牛腿支座的安装固定)T合格的情况下再调整到原计算承载力,按顺序更换螺栓T更换完毕拆除千斤顶T拆除牛腿倒运到下一个更换螺栓节点处。流程图如下:A5.1.2 吊挂式杆件组合支撑进行卸载的工艺流程吊挂构件加工T将加工好的两道钢梁安装固定在需更换螺栓节点上方的钢梁上一安装吊挂构件T按顺序更换螺栓T更换完毕拆除吊挂构件移到下一个更换螺栓节点处。流程图如下:5.1.3 丝杆下部增加钢梁支撑进行卸载的施工工艺支撑构件加工-将加工好的两道钢梁安装固定在需更换螺栓节点下方的钢梁上T安装丝杆顶控T按顺序更换螺
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