吊裝現(xiàn)場臨時承載梁加固方法探討

宋首元 張磊

摘? 要：在電廠安裝施工中，大件吊裝和大型塔吊的安裝常常借用永久結(jié)構(gòu)，對梁進行臨時加固，需要對鍋爐鋼架立柱、除氧間平臺梁等的受力進行校核，對強度不足的梁、柱等做臨時加固處理。臨時加固既要滿足梁在吊裝階段的強度要求、力求加固工藝簡單、結(jié)構(gòu)安全，又要保護梁的原有結(jié)構(gòu)和形態(tài)，吊裝完畢恢復(fù)原狀實施有關(guān)方案。該文結(jié)合現(xiàn)場實踐，介紹了兩類4種臨時加固方法，對有關(guān)計算、加固注意的問題和選擇利弊做了分析和探討。

關(guān)鍵詞：起重? 臨時承載梁? 加固

中圖分類號：TU74 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0066-02

1? 常見加固方法

1.1 設(shè)置臨時支撐傳遞承載梁受力

1.1.1 采用臨時立柱支撐補強承載梁強度的不足

在水平拖運高加等大件時，需要借用廠房主梁作為支撐鋪設(shè)拖運梁和軌道，在有些時候承載梁強度不足時，采用在梁的下方加臨時立柱支撐的方法來滿足吊裝時的強度要求。

某電廠高加位于廠房6.3m層，采用雙機抬吊，然后引拖就位方案，需要先將高加一端就位在廠房擴建端第一根主梁上，經(jīng)計算該梁不能滿足承載要求，采用在地面鋪設(shè)路基板，在路基板和承載梁之間加H型鋼承重的加固方案。

對臨時支撐穩(wěn)定性進行驗算，H200×200×8×12力學(xué)參數(shù)，慣性半徑iy=507mm，截面積A=6208mm2，長度系數(shù)u=1，長度L=5400mm，則長細比λ=107<150。查表得，B類截面軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)φ=0.511，=147，計算通過。

安裝時將主梁集中受力點位置加兩道筋板，防止翼緣板變形;在集中受力點下方設(shè)置臨時支撐立柱，兩端焊接端板保證支撐受力均勻;支撐上下兩端與主梁和路基板頂緊后間斷焊接。

該方法安裝工藝簡單，作為支撐的材料可以臨時代用或使用廢料，較為經(jīng)濟。但使用時一方面要考慮將兩端頂緊，必要時用墊鐵、鐵片等適當處理，保證柱端穩(wěn)定和力的傳遞;另一方面要注意路基板下方基礎(chǔ)的處理，一般情況該位置設(shè)計有混凝土地梁，要明確地梁的允許受力，在受力不允許時，要對回填土進行處理，壓實墊平，使得路基板受力均勻并防止受力后下陷。

1.1.2 塔吊附著點立柱間采用加橫梁的方法傳遞附著力

鍋爐安裝施工采用附著式塔吊，塔吊分多層附著在鍋爐鋼架的立柱上，一般將附著點位置在爐架上下層之間的立柱簡化為梁進行強度校核。在單根柱強度不足時，采用在鍋爐鋼架同排同高度兩個立柱之間加橫梁（或鋼管）的方法，將連接橫梁和兩個立柱的連接點設(shè)定為剛接，附著力由兩根立柱分擔，兩根立柱的受力分配由慣性矩比來決定。

某項目60t塔吊附著在鍋爐K3、K4柱上，其中一層附著點位置在35.9m（32.25m層與42.75m層之間），立柱（K3/34.6軸）為H型鋼H412×400×14×26，垂直于型鋼力學(xué)強軸方向的附著力為550kN，立柱的高度為10.5m，對該立柱的強度進行校核。將該立柱設(shè)定為一端固定、一端簡支的梁計算。彎矩Mmax=60.85×107Nmm，剪力Q=45.78×107N，則正應(yīng)力σ=147.9MPa，切應(yīng)力τ=86.3MPa，復(fù)合應(yīng)力Σσ=210.2MPa，在復(fù)合應(yīng)力作用下，該立柱在該方向上強度不足。

在該立柱和相鄰立柱（K3/27.6軸，H型鋼H500×720×

40×70）間加一φ219×8的無縫鋼管連接，在立柱節(jié)點位置打抱箍，鋼管連接在抱箍上，不對立柱造成傷害，但抱箍四面與立柱頂緊后焊接。計算兩個立柱的慣性矩，根據(jù)慣性矩大小分擔受力，則兩根柱子分別受力為F1=80kN，F(xiàn)2=470kN。最后復(fù)算兩立柱強度、校核連接鋼管的強度和穩(wěn)定性足夠。

1.2 采用截面補強的方法，提高梁自身的力學(xué)性能

1.2.1 截面內(nèi)補強

在一些剪應(yīng)力過大或者正應(yīng)力接近允許應(yīng)力的場合，可以采用在型鋼截面內(nèi)焊接鋼板的方式，適當提高型鋼的力學(xué)性能。H型鋼規(guī)格為H410×450×16×25，計算校核時發(fā)現(xiàn)切應(yīng)力超過限值。根據(jù)工字型截面上的剪力幾乎全部由腹板承擔的力學(xué)原理[1]，在原來腹板的兩側(cè)對稱安裝兩塊等厚度“腹板”，通過提高腹板的截面積減小切應(yīng)力，同時也適度提高了梁的整體力學(xué)性能。

1.2.2 截面外補強

該方法就是在承載梁原來截面的基礎(chǔ)上，通過增加新的截面提高梁的力學(xué)性能以滿足強度要求。如某電廠除氧器安裝項目，除氧器布置在39.3m層K0-K1排、G2-G5軸之間，在G2-G7梁上鋪設(shè)引拖梁，將除氧器自G7軸向G2軸引拖就位，G7鋼梁原截面為H700×300×10×16型鋼，梁的長度為10.5m。

此種方法通過增加工字型梁高度（腹板高度）的方式，大幅提高了梁的力學(xué)性能，加固前后力學(xué)性能對比如表1。通過計算對比可以看到在兩個集中力區(qū)間焊接增加T型結(jié)構(gòu)，滿足吊裝時臨時承重的安全要求，同時考慮到加固后梁腹板的高厚比超過臨界值，因此，在新增的T型結(jié)構(gòu)上每隔1m對稱布置橫向加勁肋，以保證梁的局部穩(wěn)定性。

該方法通用性強，可以作為增強梁力學(xué)性能的常用方法，但是無論是安裝還是施工后拆除工程量都較大;安裝工藝較為復(fù)雜，尤其像案例中在翼板下方焊接采用仰焊的方式，焊接較為困難，必須加強安裝質(zhì)量控制。

2? 結(jié)語

上述實例都來源于現(xiàn)場實踐，是結(jié)合現(xiàn)場實際條件、因地制宜的結(jié)果。在起重吊裝作業(yè)對永久結(jié)構(gòu)梁進行臨時加固時，還要遵守有關(guān)規(guī)范的要求，方案應(yīng)得到原設(shè)計單位的認可或者將方案作為一種優(yōu)化的建議與原設(shè)計單位會商。另外，該文只介紹了梁的加固方案，梁的節(jié)點必須同時進行核算，滿足承載要求，保證吊裝作業(yè)安全，這是必要和前提條件。

參考文獻

[1] 金康寧，謝群丹.材料力學(xué)——21世紀全國應(yīng)用型本科土木建筑系列實用規(guī)劃教材[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[2] GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[3] 周仁忠，郭勁，曾健，等.大跨徑鋼箱連續(xù)梁橋臨時結(jié)構(gòu)加固計算[A].第十九屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集[C].2010.