套管加固網架桿件關鍵技術研究

牛道純

河南中德建筑工程有限公司（450000）

套管加固網架桿件關鍵技術研究

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架桿件加固工程中的應用，結合某干煤棚網架桿件套管加固工程實例，研究了套管加固網架設計方法、施工工序及其注意事項，該結論可為類似網架桿件加固工程的實施提供技術參考。

病害；套管；加固；網架桿件

0 引言

網架結構受力合理、安全可靠、外形美觀、經濟合理，近年來得到了迅猛的發展，應用十分廣泛[1]。然而，由于設計、制作、現場拼裝或吊裝、自然災害、管理能力等因素致使網架工程出現較多病害，主要表現有桿件彎曲、高強螺栓機械拉斷，網架整體垮塌，上弦彎曲等破壞形式，其中以桿件彎曲、變形最為常見。該病害將對人民生命和國家財產造成巨大損失，產生十分惡劣的社會影響。因此，加強對網架加固技術的研究具有巨大的現實意義和較高的經濟效益。網架加固主要有套管加固法、預應力加固法、改變網架支撐的方法、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架加固工程，由于管理及使用不當，該干煤棚網架桿件出現較多彎曲變形，機械碰扭等病害，為滿足該結構的安全性能、耐久性及適用性，需對該網架進行結構加固，加固后，該網架的可靠性滿足國家相關規范要求。

1 加固設計分析

1.1 套管加固法概念

套管加固法一般是在損壞的網架桿件外表面焊接角鋼或用直接外套大一型號鋼管（內外管件之間空隙需要用內支撐連接），通過加勁肋板有效的力學傳遞，使新舊桿件共同受力，為了加強新增外加管的受力性能，確保給予原內管強大的支撐約束[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

為滿足該干煤棚網架結構的可靠性能，需對該網架進行套箍加固，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，采用兩個半圓形等截面鋼管組成，焊條型號E43系列，考慮網架已經變形嚴重，計算機軟件下料長度與現場工況會產生較大誤差，施工單位必須在現場對新換桿逐個放線測量，以此作為下料長度依據，方可進行工廠加工制作。

2 套管加固施工工序研究

2.1 套管制作工藝

套管加固網架桿件施工工藝較為復雜，安裝高度不僅較高，底部正在機械施工，給施工尺寸下料帶來較多麻煩，施工單位應提前預制好各種型號的外包鋼管各一個，并在工廠做試驗，確保外包鋼管與原設計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范圍內必須先進行去除表層保護漆處理，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計桿件四分點位置，然后方可進行安裝[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，使之成為一個整體，焊接內置鋼隔板，第一層鋼套管和第二層鋼套管組成的整體，并做臨時固定[5]。

1）如果原鋼桿件需進行網架節點加固，則在第二層套管外側安裝環型箍板并施加初始緊固荷載，使鋼套管轉動自如，便于外套管上的耳板在螺栓球節點處尋找部分空隙定位于螺栓球上的耳板，當螺栓球上的耳板固定焊接好之后,可進行下一步操作。

2）如果原鋼桿件不需進行螺栓球節點加固，則安裝環型箍板后直接施加相對應的緊固力以至環箍與外套管、外套管與內原桿件均緊密連接，新增外套管接縫處用環氧膠泥密封。

3）由于該干煤棚網架桿件病害較為嚴重，為保證結構施工質量及安全，在加固施工過程中需對該網架進行全過程施工監測。

3 結語

通過套管加固法加固該干煤棚網架桿件的工程實例，針對該干煤棚網架的底部受力桿件病害進行結構病害原因分析，制定套管加固方案，探討套管施工工序以及技術要點，提出加固施工的技術要點并進行歸納總結，經后期觀測，該工法在網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架加固工程提供相應的技術參考。

[1]汪菊.網架結構設計與加固研究[D].中南大學,2012.

[2]蘇萍.既有空間網架結構加固方法研究[D].山東大學, 2014.

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

[4]JGJ7-1991,網架結構設計與施工規程[S].北京：中國建筑工業出版社,1991.

[5]GB 50205-2012,鋼結構工程施工質量驗收規范[S].北京：中國計劃出版社,2012.