文/王淑成 山東信誠(chéng)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 山東東營(yíng) 257000

某礦井井塔為方形鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu), 全高60m,此井塔在煤礦原煤生產(chǎn)中起咽喉作用,主要擔(dān)負(fù)著原煤的垂直提升、運(yùn)輸?shù)确矫娴墓δ?。在生產(chǎn)過(guò)程中, 由于提煤機(jī)斗提升過(guò)速的反向沖頂撞擊, 使九層+42.6m平頂處固定安裝導(dǎo)向輪的支座及附近的鋼筋砼現(xiàn)澆梁、板嚴(yán)重破壞, 即支撐導(dǎo)向輪(0.5m×0.6m×1.5m)的混凝土基礎(chǔ)被撞擊破壞, 鋼筋全部裸露并彎曲變形;周?chē)缘匿摻罨炷涟逡膊煌潭鹊亻_(kāi)裂脫落, 形成了局部孔洞。

1、加固補(bǔ)強(qiáng)恢復(fù)方案的選擇

為使礦井早日恢復(fù)生產(chǎn), 針對(duì)破壞現(xiàn)場(chǎng)狀況,為保證加固結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和長(zhǎng)期使用要求, 制定出多種加固方案進(jìn)行比較, 從中優(yōu)選出符合實(shí)際要求的方案, 以達(dá)到早日恢復(fù)生產(chǎn)的目的,力爭(zhēng)將損失減少到最低。

（1）方案一：采用C30 砼摻早強(qiáng)劑, 將原鋼筋連接后, 支模、澆筑砼, 恢復(fù)原設(shè)計(jì)的做法。施工時(shí)需將原破碎的混凝土全部拆除方可施工。無(wú)法交叉作業(yè), 鋼筋綁扎、支模、澆注砼、養(yǎng)護(hù)、拆模、清理均占工期, 施工縫處理也占工期, 且支模施工難度大。所需工期：14d 。

（2）方案二：按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行施工, 利用CGM無(wú)收縮灌漿料代替原設(shè)計(jì)混凝土的做法。施工情況：同樣需將原破碎的混凝土全部拆除,無(wú)法交叉作業(yè), 支模難度大, 要求嚴(yán), 且需到北京采購(gòu)、組織材料, 材料的標(biāo)準(zhǔn)性不強(qiáng), 施工質(zhì)量不易保證。所需工期：5～7d 。

（3）方案三：將破碎的導(dǎo)向輪基礎(chǔ)及斷裂的鋼筋砼梁全部清除, 利用鋼結(jié)構(gòu)梁框格作為導(dǎo)向輪基礎(chǔ), 其下部采用組合鋼柱將一部分荷載傳至下一層結(jié)構(gòu)的做法。鋼筋砼梁、板按原設(shè)計(jì)進(jìn)行表面恢復(fù)。施工情況：將原破損的混凝土全部拆除, 考慮前期交叉作業(yè), 縮短時(shí)間, 施工工序少, 容易組織,施工方便快捷可靠性好, 避免了施工縫處理的缺陷,有良好的耐久性, 減輕了結(jié)構(gòu)自重。所需工期：5d。經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)加固方案的比較分析, 方案三最優(yōu)。即利用鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋砼結(jié)構(gòu)的承載轉(zhuǎn)換技術(shù)恢復(fù)受損鋼筋砼結(jié)構(gòu)的使用功能。

2、加固補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況, 將破碎后的導(dǎo)向輪砼基礎(chǔ)清除及斷裂的鋼筋混凝土梁、板表面修復(fù)后,在+42.6m標(biāo)高的梁板層上, 沿原設(shè)計(jì)的L3的位置設(shè)置兩道鋼制組合次梁, 作為導(dǎo)向輪的設(shè)備支座,經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算確定尺寸為：寬450mm、高595mm、長(zhǎng)3400mm,具體見(jiàn)圖2,其端部支承在主鋼梁上;沿原破壞的L2鋼筋混凝土梁方向設(shè)置兩道鋼制主梁, 經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算確定尺寸為：寬350mm、高595mm、長(zhǎng)3600mm,在主梁的四個(gè)支座位置即鋼筋混凝土梁的底面, 設(shè)置四根型鋼組合柱, 每柱用兩根32號(hào)槽鋼組合焊接而成, 鋼柱的下端座在下層平臺(tái)+38.10m的鋼筋砼梁上, 將上部組合鋼梁承受的部分荷載傳給下層, 以使八、九層共同受力，經(jīng)驗(yàn)算此鋼結(jié)構(gòu)荷載安全可靠, 滿足要求，如圖。

3、施工方法

（1）鋼柱、鋼梁的加工。由于鋼梁為組合鋼梁, 柱為型鋼組合柱;按照其設(shè)計(jì)尺寸及施工規(guī)程的要求, 在預(yù)留焊接收縮余量的情況下, 進(jìn)行合理地下料、配料。采用枕木上架型鋼和鋼板的形式, 制作出每種構(gòu)件的胎模, 隨后在胎模上按照零件的編號(hào)逐步拼裝, 拼裝完成后, 經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行連接施焊, 對(duì)每道焊縫質(zhì)量, 隨焊隨檢查, 不能出現(xiàn)不合格品, 考慮到焊縫的方向變化比較復(fù)雜, 設(shè)置一臺(tái)簡(jiǎn)易起重架,滿足構(gòu)件的翻身要求, 避免仰焊。在單個(gè)構(gòu)件拼裝、施焊連接完成后, 全部除銹,進(jìn)行防腐涂裝。

(2)構(gòu)件的運(yùn)輸及就位安裝?，F(xiàn)場(chǎng)安裝必須在井口全部封閉的條件下進(jìn)行。將加工好的梁、柱運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后, 利用井塔內(nèi)的橋式吊車(chē)通過(guò)現(xiàn)有安裝洞口將鋼構(gòu)件運(yùn)至各層的工作面, 在需安裝的位置, 給出各構(gòu)件的中心線及水平標(biāo)高, 再在梁、柱的鋼筋砼支承面上, 用砂輪機(jī)精心仔細(xì)地處理平整, 然后將梁吊至設(shè)計(jì)位置試安裝,試安裝后的構(gòu)件與設(shè)備安裝專(zhuān)業(yè)的施工配合檢查,確認(rèn)無(wú)誤后, 開(kāi)始最后固定組裝。安裝時(shí), 應(yīng)先安裝鋼柱。為保證鋼柱與梁底面接觸充分, 使鋼柱真正起到支承作用。鋼柱底座可用鋼契型墊塊,支墊塞緊, 待鋼柱安裝牢固后, 再安裝鋼梁。最后的安裝順序是：構(gòu)件起吊，在砼及鋼梁、柱支承面上, 涂滿、涂勻粘鋼結(jié)構(gòu)膠，就位、固定鋼梁、鋼柱，連接緊固，連接部位的防腐涂裝處理。構(gòu)件安裝完成后, 待設(shè)備安裝和生產(chǎn)運(yùn)行后, 再進(jìn)行兩次鋼梁、柱及相應(yīng)部位的鋼筋砼構(gòu)件的檢查。

4、實(shí)施的效果

(1)此補(bǔ)救加固恢復(fù)工程, 從施工準(zhǔn)備到全部交工, 安裝工期為4 .5d , 滿足了使用方5d 工期的要求。與采用鋼砼材料按原設(shè)計(jì)進(jìn)行恢復(fù)的方案相比至少可搶出10d 工期提前交付使用, 僅此可挽回生產(chǎn)損失近800萬(wàn)元。

(2)加固效果較理想, 采用鋼梁支承導(dǎo)向輪,并用鋼柱支承鋼梁, 使鋼梁的荷載通過(guò)鋼柱部分傳遞給八層結(jié)構(gòu)大梁, 使其結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)更可靠。

(3)與用鋼筋砼加固補(bǔ)救的方法相比, 避免了后期拆除模板、架子系統(tǒng)與安裝、生產(chǎn)的交叉,及由此而帶來(lái)的施工困難和潛在的危險(xiǎn)環(huán)境, 做到了安全生產(chǎn)、安全施工。

(4)經(jīng)過(guò)一年的生產(chǎn)使用, 未出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象, 新增結(jié)構(gòu)部分工作狀態(tài)良好, 較好地滿足了使用功能, 達(dá)到了預(yù)期的目的。