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技术知识

儿童诊断中心屋面顶升改造

标签:[db:TAG]    浏览次数:     时间:2017-11-05 16:30:22

儿童诊断中心屋面顶升改造

某酒店为混凝土框架结构,建筑平面长83m,宽60m,二层层高3m,改造为儿童诊断中心医院需将调整层高至4.5m。经过对现场的实际考察之后,拟采用二层钢筋混凝土柱全部截断,液压千斤顶同步顶升法,整体提升钢筋混凝土框架施工技术。

2施工方案

由于整体顶升面积较大,若采用一次同步顶升,顶升施工过程中一次投入使用的千斤顶数量较大,指挥困难,容易出现盲点标高控制相对困难。故采用分区顶升,将整个结构分为三个分区,逐一支撑顶升,有效大幅度减少一次投入使用的千斤顶,易于指挥,方便流水施工,缩短工期。施工工艺:

欲截断柱进行有效支撑(柱转换结构安装)→截柱→清运截下的柱段→分区顶升→截柱。

顶升分区见图1。

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3分区分离部位的切割分离

分离部位分别定在:⑤与⑥中间三分之一跨处,将一区分离开来;G与F中间三分之一跨处,将二区、三区分离开来。

分离前,首先保证分离部位相近的钢筋混凝土柱已完成托换支撑,即⑤、⑥上的柱,以及G、F交轴线⑨~⑫之间的柱。保证已托换支撑后,对⑤,⑥之间的跨和G、F交⑨~⑫之间采取有效支撑,为分离切割做准备。

3.1对欲切割的柱上部结构进行有效支撑

本工程对欲切割的柱的有效支撑,主要通过对柱的转换支撑来实现,具体做法是利用H型钢对称布置完成对柱的承载转换。如图所示:

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对转换支撑的H型钢计算:

根据原结构设计图纸可知,三层柱最大

受乏荷区域为7.2m×8.4m,柱底部抬升荷载

计算如下:

一层区域柱荷载:

楼面恒荷载:

250厚钢筋混凝土空心板:4.0×7.2×8.4=241.92 kN

框架梁自重:(0.45×0.7)×(7.2+8.4)X25= 122.85 kN

柱自重:0.5×0.5×2.3X25=14.38 kN

一层区域合计:379.15kN

二层区域柱荷载:

楼面恒荷载:

250厚钢筋混凝土空心板:4.0×7.2×8.4×2=483.84 kN

框架梁自重:(0.45×0.7)×(7.2+8.4)×25×2=245.70 kN

柱自重:0.5×0.5×2.3×25×2=28.76 kN

二层区域合计:758.30 kN

本工程柱的转换支撑采用Q235H型钢,总长度为3.4m。其抗压强度设计值为215N/mm2,H型钢规格为125mm×125mm×6.5mm×9mm×10mm。

(1)H型钢抗压强度计算

N=(379.15+758.30)/2kN =568.725kN

δ=N/An=568.725×l000/3130N/mm2=187.62N/mm2 < f =215N/mm2

可知,H型钢抗压强度满足要求。

(2)H型钢稳定性计算

Ix=847cm4 Iy=294cm4

L0=0.7×3400mm = 2380mm

ix=5.29cm iy=3.llcm

λx=L0/ix = 23.8/5.29=45

λy=23.8/3.11= 76 ψ=0.878

N/ψ·A=568.725N/O.878×3031mm2=213.7<f=215N/mm2

可知,H型钢稳定性满足要求。

待支撑结束后,进行分离,主要运用无损静力拆除技术中的钻孔机取芯切割柱。施工照片:

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3.2截柱

1) 对单根柱的截断切割:在欲拆部位打吊装孔,由于块体较小,在柱欲部位中轴线对称打两个吊装孔即可。对柱部位钻孔切割,切割时应左右打孔取芯,钻完左边第一个孔后,再钻右边第一个孔一左一右循序渐进打孔,待切割分离结束后,利用钢管穿过吊装孔人工抬出切割混凝土土块体,将块体清运出现场。

2) 对整个楼层的柱的截断切割:按照三个分区,逐一分区进行截柱切割施工,在每个分区截柱切割施工时,应隔柱进行,间隔一个柱切割,然后再切割空留下的柱,循序进行。具体切割顺序如图3。

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4顶升准备

1) 千斤顶的置放待柱切割后,将切割面清理干净,在柱上植高强螺栓,将一块与柱截面相同的钢板放置上面通过高强螺栓与下柱连接,作为千斤顶的垫板。千斤顶放至垫板上柱中心处,调整好后,进油顶实柱上截断面,锁定千斤顶,将H型钢与下牛腿之间的连接螺栓解开,为第一次顶升做准备。

2) 第一、二、三阶段的顶升与换撑该工程整体总顶升高度为1.5m,根据千斤顶的顶升能力,决定分六次进行,每次顶升250mm,顶升过程中,需要对临时支撑钢结构进行换撑,以一次顶升后为例说明换撑方法:

(1)柱两侧H型钢的换撑:一次顶升250mm后,千斤顶自锁,保留千斤顶顶升系统,严格采集和控制标高,待标高达到预期稳定后,开始进行换撑,将250mm高的上下底面带有垫板的H型钢放至下牛腿顶面上,H型钢上面垫板与原H型钢连接,下底面垫板与下牛腿连接,采用高强螺栓的方式连接,拼接时必须保证换撑拼接上的H型钢与原H型钢在同一轴线。

(2)千斤顶垫块的换撑:千斤顶的换撑采用垫块,本工程垫块用Φ350钢管制作,为了方便换撑,减少垫块数量,采用两种垫块,规格分别为转换垫块1:250高钢管和转换垫块2:500高钢管,上下两端连接法兰盘,每个柱子,需要转换垫块1一个,转换垫块2两个。

柱两侧H型钢换撑结束后,千斤顶解锁,取下,将A垫板放至柱下截断面上的垫板,保证垫块位于柱子中心线且垫块水平的前提下,进行点焊和螺栓拼接,拼接结束后,将千斤顶放至垫块上,调整好后,进油顶实柱上截断面,锁定千斤顶,将新拼接上的H型钢与原H型钢之间的连接螺栓解开,为下一次顶升做准备,完成千斤顶的换撑。

5顶升施工及监测

1) 本屋盖在柱被换撑结束并布置好监测系统后,即开始顶升。

2) 顶升按照,三区→二区→一区的顺序,逐一顶升。

3) 顶升采用同步顶升系统,对顶升力及位移进行同步监测。

4) 顶升速度为,每顶升20mm,监测一次。

5) 每个柱子放置竖向位移监测标尺。

6) 及时汇总分析观测结果,作为顶升的结果依据,及时发现问题,采取相应措施进行纠正。

6小记

酒店改造工程改为儿童诊断中心医院,无损静力拆除技术在整体顶升施工中的柱拆除工程的应用,利用无损静力切割方法分区及截柱。通过理论分析和实际工程安排,采用的无损技术对结构物扰动较小,安全可靠,粉尘污染少,提高施工高效,减少施工成本。儿童诊断中心医院的屋盖顶升改造工程顺利完成。

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