一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案的制作方法

一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑维修领域，更具体地说，本发明涉及一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案。
【背景技术】
[0002]建筑中的钢管混凝土柱有时会由于种种原因出现偏位现象，本方案讨论的维修的工程钢管柱为圆管截面，圆管直径为800mm，壁厚35mm，从地下室开始一直通到L3层楼面，其中地下部分设有抗剪栓钉，外包混凝土 ；L1层以上为钢管混凝土柱。LI层到L3层之间圆管柱长度为12.6m，在LI和L3层平面内，钢管混凝土柱子与混凝土梁连接，LI层与L3层之间无侧向支撑。
[0003]现有的对钢管混凝土柱的修复方案往往直接采取修复新柱后拆除偏位柱的办法，容易造成新柱受力不均，导致产生裂纹，造成安全隐患，且有时甚至造成施工时建筑坍塌等重大事故。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的问题是提供一种已承载的偏位钢管混凝土柱的反顶修复方案。
[0005]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:1、钢管混凝土柱偏位反顶修复方案，其特征在于，包括如下步骤:
[0006](I)分析确定预加反顶力及加载分级:在反顶前，需根据设计工况与施工工况采用MIDAS结构分析软件计算千斤顶反顶力、加载分级及修复过程中的结构变形。
[0007](2)修复准备:安装反顶临时支撑，安放千斤顶，安装压力、位移监控系统；
[0008](3)分级施加顶升预应力:在偏位钢柱各个支点，将千斤顶分级同步施加顶升预应力到相应数值，共分五级，每级20% ;
[0009](4)拆除原有钢柱:拆除偏移段钢柱，对偏位柱段8.3m至12.5m处用风焊沿钢管柱横向切割分离，然后逐步将偏移段的钢管沿竖向分片切除，再采用混凝土取芯机剔除外围部分的环状混凝土，剔除厚度为10mm至150mm，最后敲掉内部混凝土 ；
[0010](5)安装新钢柱:将偏位钢柱切割面以下约300mm?500mm范围内的紧贴钢管内侧环状混凝土剔除，剔除厚度为10mm至150mm，并采用风焊将钢管柱侧底部切割2?4个直径30mm的清洗孔，混凝土剔除后，用清水进行清洗，然后安装拆除段钢柱，柱内灌浆；
[0011](6)检测修复后的钢柱:注浆后进行自然养护3至5天，再对钢柱进行钢柱焊缝超声波探测检测，并采用同条件试块检测灌浆强度；
[0012](7)逐级卸除预应力以拆除临时支撑:检测合格后，分级卸荷千斤顶，卸荷后，拆除临时支撑；
[0013](8)重复步骤3?7以修复其他钢柱。
[0014]有益效果:该钢管混凝土柱偏位反顶修复方案中的临时支撑施加预应力后原钢柱受轴力很小，在可控范围之内，施加的预应力值大小适宜。在施工前和施工后北侧钢柱受压力从6244.1KN到6241.1KN,南侧钢柱受压力从5486KN到5489.4KN，变化量为-3KN和+3.4KN，变化率-0.048%和-0.06%，基本没有变化，施工受力变化可以忽略不计。在施工前后位移变化量最大为0.28_，位移变化量几乎可以忽略不计。总体而言，钢柱替换过程和替换前后受力和位移变化几乎可以忽略不计，整个反顶修复过程安全可靠。
【主权项】
1.一种已承载的钢管混凝土柱偏位反顶修复方案，其特征在于，包括如下步骤: (1)分析确定预加反顶力及加载分级:在反顶前，需根据设计工况与施工工况采用MIDAS结构分析软件计算千斤顶反顶力、加载分级及修复过程中的结构变形。 (2)修复准备:安装反顶临时支撑，安放千斤顶，安装压力、位移监控系统； (3)分级施加顶升预应力:在偏位钢柱各个支点，将千斤顶分级同步施加顶升预应力到相应数值，共分五级，每级20% ; (4)拆除原有钢柱:拆除偏移段钢柱，对偏位柱段8.3m至12.5m处用风焊沿钢管柱横向切割分离，然后逐步将偏移段的钢管沿竖向分片切除，再采用混凝土取芯机剔除外围部分的环状混凝土，剔除厚度为10mm至150mm，最后敲掉内部混凝土 ； (5)安装新钢柱:将偏位钢柱切割面以下约300mm?500mm范围内的紧贴钢管内侧环状混凝土剔除，剔除厚度为10mm至150mm，并采用风焊将钢管柱侧底部切割2?4个直径30mm的清洗孔，混凝土剔除后，用清水进行清洗，然后安装拆除段钢柱，柱内灌浆； (6)检测修复后的钢柱:注浆后进行自然养护3至5天，再对钢柱进行钢柱焊缝超声波探测检测，并采用同条件试块检测灌浆强度； (7)逐级卸除预应力以拆除临时支撑:检测合格后，分级卸荷千斤顶，卸荷后，拆除临时支撑； (8)重复步骤3?7以修复其他钢柱。
2.按照权利要求1所述的一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案，其特征在于:所述步骤(I)中的分析预应力及结构变形时，应考虑原行的结构受力工况和修复过程中的每个施工工况，所得结果用以和实际修复过程中的监测数据进行对比。
3.按照权利要求1所述的一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案，其特征在于:所述步骤(2)中的反顶临时支撑的制作高度与实际选用的千斤顶净高之和距离框架梁底不超过100_，用以调节及顶升千斤顶。
4.按照权利要求1所述的一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案，其特征在于:所述步骤(2)中每根柱按分析所需预应力1.5倍采购千斤顶，该方案中每根柱选用了 2台500吨、I台400吨和t3台250吨配备千斤顶。
5.按照权利要求1所述的一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案，其特征在于:所述步骤(3)?(7)中每台千斤顶配备一台电动油泵，用以分级加载、卸载及修复过程中保持预应力，且施工前电动油泵与配套的油压表进行标定。
6.按照权利要求1所述的一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案，其特征在于:所述步骤(3)?(7)中的千斤顶加载、卸载及修复过程中，需采用位移传感器(百分表)、全站仪来监测结构变形与分析变形的差异，从而确认修复过程中的结构安全及后续修复步骤能否继续进行。
7.按照权利要求1所述的一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案，其特征在于:所述步骤(5)中采用HPG无收缩自密实水泥基高强浇注料进行注浆修复。
【专利摘要】本发明公开了一种已承载的偏位钢管混凝土柱反顶修复方案，涉及建筑维修领域，包括如下步骤：(1)分析确定预加反顶力及加载分级；(2)修复准备；(3)分级施加顶升预应力；(4)拆除原有钢柱；(5)安装新钢柱；(6)检测修复后的钢柱；(7)逐级卸除预应力以拆除临时支撑；(8)重复步骤3～7以修复其他钢柱。该钢管混凝土柱偏位反顶修复方案中的临时支撑施加预应力后原钢柱受轴力很小，在可控范围之内，经分析，施工受力变化可以忽略不计，在施工前后位移变化量最大为0.28mm，故位移变化量几乎可以忽略不计，钢柱替换过程和替换前后受力和位移变化几乎可以忽略不计，整个反顶修复过程安全可靠。
【IPC分类】E04G23-02, E04C3-34
【公开号】CN104763162
【申请号】CN201410856562
【发明人】蔡科, 吴立, 严维峰
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年12月29日