體育場膜結(jié)構(gòu)看臺工程，南北向①軸至輥輵訛軸長116m，東西向髿軸至鬂軸寬14.2m，鋼膜結(jié)構(gòu)最大出挑長度11.85m。在使用中發(fā)現(xiàn)，每當有強風時，看臺膜結(jié)構(gòu)上下振幅和主立柱變形很大，柱腳螺栓松動，已影響安全使用。經(jīng)鑒定，現(xiàn)場主要存在問題如下：多數(shù)節(jié)點焊接出現(xiàn)銹蝕，部分桿件出現(xiàn)銹斑；部分橫桿和斜支撐柱斷落，局部桿件連接焊縫開裂；主立柱的固定螺拴松動，主立柱傾斜；主立柱根部墻體開裂。初步原因分析是該膜結(jié)構(gòu)出挑較大，位于空曠區(qū)，遇強風時結(jié)構(gòu)本身變形較大；⑧軸及⑩軸桁架處沒有鋼管主立柱，當強風產(chǎn)生負壓時，會出現(xiàn)較大扭曲變形，對相鄰柱產(chǎn)生推力；因個別斜支撐柱（輥輰訛軸）斷落，使原主立柱成為單懸臂桿件，主立柱下螺栓超出螺栓允許承載力；部分焊接點由于長期大風出現(xiàn)裂紋，漏水銹蝕出現(xiàn)斷裂。

1、加固方案選擇

本工程屬體育運動場所，結(jié)構(gòu)安全尤為重要。依據(jù)鋼膜結(jié)構(gòu)特點和看臺使用現(xiàn)狀，考慮原有建筑的美觀和結(jié)構(gòu)安全并兼顧加固施工可行性[1]，通過多方方案比較，最終采用前拉后撐的加固方案。具體做法為采用改變傳力途徑加固法進行加固設(shè)計，即在看臺西側(cè)雨篷梁上增加一排H型鋼立柱，起平衡桿作用，該立柱上端與鋼桁架尾端相連，立柱下端與雨篷梁相連，利用原雨篷梁下鋼筋混凝土柱支撐鋼立柱并將荷載傳到基礎(chǔ)上。在膜結(jié)構(gòu)受迎面風荷載作用下，東側(cè)鋼膜桁架受向上作用力，所增加鋼立柱可起頂桿作用；在膜結(jié)構(gòu)受背面風荷載作用下，東側(cè)鋼膜桁架受向下作用力，所增加

鋼立柱可起拉桿作用，抵抗原立柱的彎曲變形。中間主席臺處的鋼膜結(jié)構(gòu)因開間較大，原支撐桁架受力復(fù)雜，焊縫多處斷裂，故采用增加支點加固法進行設(shè)計，即在原鋼膜桁架無柱處增設(shè)鋼柱，以減少原鋼膜桁架受荷面積，同時亦改變了原單榀桁架的受扭狀況。新增鋼柱均支承在原鋼筋混凝土梁上，對該混凝土梁采用增大截面法進行加固，以確保力的安全傳遞。對增加荷載的柱基礎(chǔ)也采用加大截面法進行加固，確保傳力準確可靠。同時為增大安全儲備，在看臺東側(cè)增加4根拉索和南北通長系桿，該拉索既可增加膜結(jié)構(gòu)的整體性，又可大大減少鋼膜結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形 。

2、加固設(shè)計

本工程所有鋼桁架加固方式基本一致，作用在鋼膜結(jié)構(gòu)的荷載主要來自于結(jié)構(gòu)本身的自重荷載及風壓對鋼桁架產(chǎn)生的荷載。鋼膜結(jié)構(gòu)受風荷載作用產(chǎn)生的風壓分為正壓和負壓。當單榀鋼膜結(jié)構(gòu)受負壓作用時，計算結(jié)果表明FB桿為-98.8kN；受正壓作用時，計算結(jié)果表明FB桿為+134.5kN。加固鋼柱選用H350×175，由壓桿穩(wěn)定公式計算，結(jié)果滿足要求。當鋼柱為受壓時，XL5梁端的集中荷載有鋼柱FB的壓力98.8kN和原結(jié)構(gòu)傳至雨篷梁的自重荷載65kN，經(jīng)計算MA為107kN·m，選取616配筋，滿足要求。當鋼柱為受拉時，原梁鋼筋滿足要求。加固H型鋼柱傳至雨篷梁的荷載通過梁下鋼筋混凝土柱傳至柱下條形基礎(chǔ)。依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計技術(shù)規(guī)范[2]，通過結(jié)構(gòu)受力計算，對柱下條形基礎(chǔ)按原設(shè)計向外加長1m，條形基礎(chǔ)斷面及配筋不變。

3、加固施工

本工程加固施工內(nèi)容包括柱下條型基礎(chǔ)的加長加寬、雨篷混凝土挑梁等的增大截面法施工、原GZ的加固、新增鋼構(gòu)的安裝、油漆，以及原有結(jié)構(gòu)的焊縫檢查補焊、拉索斷裂的修復(fù)加固，原柱腳螺栓收緊、立柱糾偏修復(fù)和拉索施工等。施工中應(yīng)用了鋼筋植筋生根和鋼膜桁架頂升糾偏等技術(shù)。

3.1植筋施工

植筋施工工序為鉆孔→清孔→除銹→植筋→測試。根據(jù)所植鋼筋位置采用鉆孔機鉆孔，孔徑為鋼筋直徑+4mm，孔深為15倍鋼筋直徑。成孔后用毛刷和空氣壓縮機進行清孔。用膠槍將植筋膠由內(nèi)向外注入孔中，然后將除完銹的鋼筋植進孔中，以膠滿出孔口為宜。最后會同相關(guān)單位，對植入的鋼筋采用拉拔試驗進行檢測。

4、頂升糾偏技術(shù)

由于原鋼結(jié)構(gòu)中主鋼柱的垂直度均超出規(guī)范要求，糾偏施工中采用千斤頂頂升主鋼柱相連的桁架前端，同時將桁架末端與增加的豎向H型鋼柱焊接固定，從而使主鋼柱垂直度滿足規(guī)范要求。

5、結(jié)語

本文結(jié)合鋼膜結(jié)構(gòu)加固實例，探討鋼結(jié)構(gòu)加固條件、加固設(shè)計和新舊混凝土結(jié)構(gòu)連接，并依據(jù)設(shè)計方案和施工圖紙?zhí)岢黾庸淌┕すに囘^程。實際加固工程表明，這一設(shè)計思路具有安全保障和可操作性，投入使用以來結(jié)構(gòu)安全，效果良好。

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