【加固纠偏工程案例】热电厂除尘器支架梁柱裂缝加固处理

济南某热电厂钢筋混凝土框架结构除尘器支架（以下简称支架），南北长16m，东西宽10.5m，

共5层，总1.80m。在标高18.20m平台上砌有16个内径1500mm、壁厚400mm的花岗岩罐体。

设计要求支架21.80m顶板与花岗岩罐体同时施工。该项工作结束后，发现支承罐体18.20m平台的3榀框架主梁（断面600mm×1100mm）发生严重裂缝，其中以中跨梁最为严重，裂缝多达15道，缝宽0.20~0.37mm。梁两侧面及梁底均出现裂缝，且波及到框架柱上。

经分析，裂缝原因为将原金属除尘设备改为花岗岩简体除尘，框架梁荷载少算30%，梁内钢筋少配56%所致。

1、加固原理

由于梁出现裂缝并下垂，在保证结构安全，满足使用功能，缩短工期和尽量减少经济损失的原则下，决定在严密的监控下对开裂的梁中部加支柱，进行垂直顶升，使原结构由单跨梁形式改变为双跨连续梁（计算跨度值减半），以减小跨中弯距。顶升时采取应力与变形双控制，使裂缝尽可能闭合，并使构件在允许范围内工作。要严格控制回缩量，以防因负弯矩作用而使梁产生反拱而裂缝。

2、加固施工顺序

加固施工顺序为：临时支撑18.20m和21.80m梁；钢筋混凝土基础梁施工→逐层梁内打膨胀螺栓，各层楼板、漏斗板打洞，型钢柱制做，焊钢牛腿→吊装、拼装型钢柱就位→预应力顶升，锚定钢板→焊各层梁侧钢板，千斤顶卸荷→楼板与漏斗补洞→密封梁裂缝→框架柱封钢板加固。

3、框架梁加固

3.1、临时加固措施

因荷载已全部加上，为防止意外，确保加固过程中的安全，对标高18.20m和21.80m的梁用6根φ200mm钢管加铁模进行临时顶撑。

3.2、钢筋混凝土基础梁施工

在①、②、③轴梁下两侧开挖标高为-l.30m至-2.50m的基槽，设置6道C30钢筋混凝土基础梁，梁端分别搁置于F与G轴的原基础承台顶面上，中跨梁（JL-1）1800mm×500mm，边跨梁（JL-2）1200mm×500mm，以该梁作为型钢支柱顶撑的支承点，混凝土强度>80%设计强度时方可加荷。

3.3、

型钢柱制作在工厂制作6根45号工字钢柱，每根长18.40m，分两节。连接件为钢板，用螺栓固定。梁底和梁侧焊制U形钢板当承托件。在F~G轴接近跨中部位，每榀大梁的两侧打M20膨胀螺栓，并逐层将楼板、漏斗板打洞。

3.4、型钢柱安装

利用三角架、倒链逐层吊装钢柱。每柱为两节，连接处用400mm×320mm×20mm钢板加M20螺栓固定。中心线垂直校核无误后，将各层框架梁处固定结点的三角钢板焊牢，与钢柱暂不施焊，与框架梁侧的间隙用钢板模紧。I45与框架18.20m梁底的U形钢板焊好。每梁的2I45用〔20横向焊接连为一体，以免钢柱垂直受力时侧向失稳。型钢柱的下部焊制钢牛腿。

3.5、型钢柱顶升

型钢柱全部安装完毕并经验收后开始顶升。型钢柱分中跨、北、南边跨共6根，设6台千斤顶于-1.30m基础梁的顶面上。中柱用2000kN油压千斤顶2台，两边柱用1000kN油压千斤顶4台，均对称安置于柱侧钢牛腿的下面，6块60MPa精密压力表配套使用。在统一指挥下，同时加荷顶6个钢牛腿，带动钢柱上升，顶三榀混凝土框架梁。

千斤顶加荷以前，在每榀大梁的梁底，自西向东安装3块百分表，用以监测18.20m层框架梁的回缩变形。

为保证3榀框架梁、6台千斤顶同步顶升，设总指挥1人持对讲机指挥千斤顶加荷与梁回缩变形监测人员。

顶升荷载分7级进行，中跨柱每级200kN，边跨柱每级100kN，中柱的每台千斤顶每级加荷100kN，边柱每台每级加荷50kN。第一级加荷后，停1h，以后每次加荷后，停30min。这期间，分别用千分表、刻度放大镜和水准仪密切观察花岗岩筒体、楼层顶面的变形、L梁裂缝的闭合和梁挠度的回升，认真做好记录，必要时，暂停加荷进行分析、研究。然后，再加下一级荷载。

当中跨柱加荷至1000kN，边跨柱加荷至500kN时，开始五层梁底至四层顶面安装φ200mm、壁厚5mm的小钢柱。柱脚、柱帽处垫双层16mm厚钢板，板间对称打人模铁进加固。继续加荷，当中跨钢柱加荷力达l400kN，边跨钢柱至700kN时，裂缝累计回缩量已达0.035~0.195mm，五层的小钢柱也都吃紧力，已达到了钢柱顶升和框架梁加固的预期目的。此时停止加荷，对全部梁的各部位进行全面检查。

在千斤顶继续承载的情况下，将6柱的柱脚钢垫板同时焊牢。在统一的指挥下，各台千斤顶共分7级进行卸荷。

3.6、加固善后工作

荷载全部卸完后，将各层梁的侧三角钢板与I45焊牢（图9-l9-5）。各层楼板洞及漏斗壁补扎钢筋，用C35膨胀混凝土将其补好。所有外露铁件用红丹打底，刷铅油2度。地面以下柱脚用C20混凝土浇筑成矩形，将地面以上钢牛腿割掉，用C20混凝土做成方柱脚，以保护钢结构。

加固工作完成7d以后，梁的变形己稳定。此时用环氧树脂胶泥将所有裂缝做封闭处理，梁面抹20mm厚1:2.5水泥砂浆保护层。

框架柱的断面为700mm×700mm。根据裂缝伸展的长度，中框架柱加固高度为l.50m，边框架柱为l.l0m，分以下步骤进行：

（1）用高压泵将环氧树脂注入裂缝。

（2）柱四面抹20mm厚l:1水泥砂浆。

（3）有裂缝的两个侧面，间隔300mm打Ml6膨胀螺栓。

（4）四面包20mm厚钢板（螺栓部位提前钻孔），两侧加槽钢拧螺栓临时固定，拧紧M16膨胀螺栓。

（5）钢板交接处分期分段对称施焊，注意防止因温度应力引起钢板变形。焊接全部完成后，再将槽钢拆除，钢板刷防锈漆二道。

该热电厂除尘器支架框架梁、柱的严重裂缝通过处理，仅用26d时间，投入了较少的人力、物力和资金，满足了使用功能要求。在超载30%的情况下，一次加固获得成功。电厂当年投入运行，投产后至今使用正常，未发现任何不良现象。