CN110397302A - 一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法 - Google Patents

一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，对原结构即圆管钢结构构件进行处理，包括如下步骤：1）对原结构表面进行防腐处理，涂刷无溶剂环氧树脂漆，待漆膜干后，进行丙烯酸聚硅氧烷面漆涂刷；2)制作环板，所述环板沿原结构的长度方向进行均匀设置；3)制作套管，所述套管嵌入两相邻环板之间，所述套管为两组半剖套管，两所述半剖套管拼接外包于原结构的外侧，并与原结构之间留有空腔；两所述半剖套管的两端通过全熔透焊与环板进行焊接，其两端与环板焊接完成后，对半剖套管的对接处进行通长焊缝的封闭焊接。本发明采用圆钢管外包覆的工艺，替代拆除原结构，确保了原结构加固过程中的安全稳定。

Description

一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法
技术领域
本发明属于建筑施工的技术领域，具体涉及一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法。
背景技术
九十年代的一批场馆已无法满足新时代的使用功能，如果全部拆除新建对环保和成本都不利，所以大型场馆的技术改造已成为主流，对原有的管桁架钢结构的加固是一个难点，特别外露构件还应考虑其装饰效果，还应考虑相关的施工工序不能对原有构件破坏，对于这些圆管构件的加固就成了一个难题。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，本施工方法使原有结构满足现行的结构受力要求，继续稳定使用。
技术方案：本发明所述一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，对原结构即圆管钢结构构件进行处理，包括如下步骤：
1）对原结构表面进行防腐处理，涂刷无溶剂环氧树脂漆，待漆膜干后，进行丙烯酸聚硅氧烷面漆涂刷；
2) 制作环板，所述环板沿原结构的长度方向进行均匀设置，相邻两环板之间的间距小于3m，所述环板为两个打坡口的半圆管箍，将两半圆管箍卡设于原结构的外侧上，并用熔透焊将两半圆管箍焊接成一个完整圆环，所述环板的外侧通过6mm的角焊缝环向焊接于原结构的焊件上；将角焊缝进行打磨、防腐处理；
3) 制作套管，所述套管嵌入两相邻环板之间，所述套管为两组半剖套管，两所述半剖套管拼接外包于原结构的外侧，并与原结构之间留有空腔；两所述半剖套管的两端通过全熔透焊与环板进行焊接，其两端与环板焊接完成后，对半剖套管的对接处进行通长焊缝的封闭焊接；对通长焊缝进行打磨，保证外侧焊焊缝表面的平顺美观，并对套管和环板进行防腐防火涂装作业。
优选地，在进行步骤1）之前，需要对原结构表面油漆进行打磨，打磨完成后，进行拉线，对原结构的变形进行测量，如果原结构的杆件变形大于2/1000杆长时，需要使用倒链对原结构的杆件进行纠偏，符合变形要求后，再进行步骤1）的操作。
优选地，所述步骤3）中，所述套管的加固长度大于原结构杆件的杆体长度80%。
优选地，所述原结构的两端分别留有150mm的长度距离进行安装环板，其两端安装装饰套管，所述装饰套管的一端与环板焊接，另一端与原结构焊接，所述装饰套管为8mm厚圆管对半切割成半圆组成，所述环板的厚度大于套管的厚度。
优选地，所述无溶剂环氧树脂漆涂层厚度至少为140um。
优选地，加焊使用二氧化碳气体保护焊进行焊接，焊接电流控制在130mA以内，所述环板和原结构的焊接时，采用手工电弧焊。使用焊条为3.2mm，焊接电流控制在100mA~130mA之间。
优选地，所述环板为壁厚12mm-18mm的圆管对半切割组成，所述套管为壁厚6-8mm的圆管对半切割组成。
有益效果：（1）本发明所述加固方法创造性地采用圆钢管外包覆的工艺，替代传统拆除原构件、更换大截面杆件的方法，减少了临时支撑的使用，避免了大量杆件拆除易造成结构内力重分配的隐患，确保原结构加固过程中安全稳定；
（2）本发明中采用环板焊接在原结构杆件上，相邻环板之间嵌入半剖套管，其中半剖套管的壁厚小于环板高度，从而半剖套管与原结构之间形成空腔，半剖套管两端与环板焊接，再用通长焊缝将半剖套管和环板封闭，减少原结构杆件焊接应力及受热变形，避免焊接对原结构母材造成不可逆的损伤，现场施工可操作性强。
附图说明
图1为本发明所述加固方法的流程示意图
图2为本发明所述环箍焊接的平面示意图；
图3为本发明所述环箍焊接的结构示意图；
图4为本发明所述环箍焊接的侧视图。
图中，1-原结构，2-环板，3-套管，4-通长焊缝，5-装饰套管，6-角焊缝。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，对原结构1即圆管钢结构构件进行处理，包括如下步骤：
首先，需要对原结构1表面油漆进行打磨，打磨完成后，进行拉线，对原结构1的变形进行测量，如果原结构1的杆件变形大于2/1000杆长时，需要使用倒链对原结构1的杆件进行纠偏，符合变形要求后，再进行步骤1）的操作；
1）对原结构1表面进行防腐处理，涂刷无溶剂环氧树脂漆，所述无溶剂环氧树脂漆涂层厚度至少为140um，待漆膜干后，进行丙烯酸聚硅氧烷面漆涂刷；
2) 制作环板2，所述环板2沿原结构1的长度方向进行均匀设置，相邻两环板2之间的间距小于3m，所述环板2为两个打坡口的半圆管箍，所述环板2为壁厚12mm-18mm的圆管对半切割组成，将两半圆管箍卡设于原结构1的外侧上，并用熔透焊将两半圆管箍焊接成一个完整圆环，所述环板2的外侧通过6mm的角焊缝6环向焊接于原结构1的焊件上；将角焊缝6进行打磨、防腐处理，所述原结构的两端分别留有150mm的长度距离进行安装环板，其两端安装装饰套管，所述装饰套管的一端与环板焊接，另一端与原结构焊接，所述装饰套管为8mm厚圆管对半切割成半圆组成；
3) 制作套管3，所述套管3嵌入两相邻环板2之间，所述环板2的厚度大于套管3的厚度，所述套管3的加固长度大于原结构1杆件的杆体长度80%，所述套管3为两组半剖套管3，所述套管3为壁厚6-8mm的圆管对半切割组成，两所述半剖套管3拼接外包于原结构1的外侧，并与原结构1之间留有空腔；两所述半剖套管3的两端通过全熔透焊与环板2进行焊接，其两端与环板2焊接完成后，对半剖套管3的对接处进行通长焊缝4的封闭焊接；对通长焊缝4进行打磨，保证外侧焊焊缝表面的平顺美观，并对套管3和环板2进行防腐防火涂装作业，实现原结构截面扩大加固。
为控制现场施工焊接质量，加焊使用二氧化碳气体保护焊进行焊接，焊接电流控制在130mA以内，所述环板2和原结构1的焊接时，采用手工电弧焊。使用焊条为3.2mm，焊接电流控制在100mA~130mA之间。
本发明中由于原结构直接暴露在吊顶下，要求焊缝表面成型美观，焊缝没有明显错位，在施工时可以通过拉线的方式对焊缝位置进行定位，焊接完成后，对于焊缝表面不美观的部分，使用磨光机进行打磨；由于本项施工中，外包半剖套管距离原结构很近，环板角焊缝对于半剖套管的就位有一定的影响，应在此外包半剖套管安装的时候，必须先通过绷线的方式进行定位；如部分位置就位困难，可增加4mm厚的钢板衬垫辅助定位。
本发明所述加固方法在南京禄口国际机场T1航站楼改扩建工程的成功应用，南京禄口国际机场T1航站楼工程建造于1997年，为提升航站区使用效能，优化旅客出行体验，本工程对禄口国际机场T1航站楼、连廊及北指廊进行改扩建，同时配套进行陆侧和站坪系列改造，总建筑面积161244m2（新建40178 m2，改造121066 m2）。地下设置人防地下室及交通换乘大厅，地上为航站楼、北指（连）廊及南连廊三部分。结构类型为框架结构，建筑设计使用年限50年，结构安全等级一级，抗震设防烈度7度，抗震设防类别乙类；原钢桁架屋盖结构设计较为保守，节点及主桁架的设计在荷载增加后，仍能够满足设计要求。但是由于规范的变化以及荷载的增加，有部分杆件出现了稳定不足的情况，极少杆件出现了轴力不满足要求的情况。通过结构检测报告以及现场勘查，原钢屋盖在使用20年后，钢管内壁的锈蚀不严重，结构的损坏仍处于可控范围，能够满足结构加固的要求。钢结构加固专项工程加固后设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度。加固使用钢材标号与原结构保持一致，按不同施工及加固方式主要有增加杆件、管箍套管两种形式，其中创新采用了焊接管箍的加固方式，此类加固杆件数量共349处。该加固方法的应用解决了原钢桁架部分杆件稳定性不满足要求的问题，攻克了（1）原钢结构屋盖内力分布复杂，大量拆改杆件易造成结构内力重分配、原结构安全稳定无法保证；（2）常规包裹焊接半剖管易对原钢结构母材造成不可逆损伤，在原钢结构已经经过长时间使用的情况下，无法对结构安全性进行准确评估；（3）加固施工量大、常规节点形式可实施行低，施工工期极大延误等施工难题，为原结构钢屋盖加固施工的质量、工期提供了保障，保证了航站楼出发大厅屋面的工期节点。
该加固方法避免了原钢结构杆件的大量拆除，减少了临时支撑的使用，节约了成本约41.88万元，施工工况更加安全、稳定，且符合绿色施工理念；利用环板在原钢管构件上焊接的工艺替代直接包裹焊接半剖管的方式，减少了焊接对原钢结构母材造成不可逆的损伤，现场施工可操作性强，且避免了不必要的后期处理费用、返工费用等，节约成本43.625万元；通过该加固方法共节约工期10天，每天节约了管理费、水电费、设备机具租赁费、安全文明施工费等费用约2万元，2万元/d×10d=20万元。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，对原结构即圆管钢结构构件进行处理，其特征在于，包括如下步骤：
1）对原结构表面进行防腐处理，涂刷无溶剂环氧树脂漆，待漆膜干后，进行丙烯酸聚硅氧烷面漆涂刷；
2) 制作环板，所述环板沿原结构的长度方向进行均匀设置，相邻两环板之间的间距小于3m，所述环板为两个打坡口的半圆管箍，将两半圆管箍卡设于原结构的外侧上，并用熔透焊将两半圆管箍焊接成一个完整圆环，所述环板的外侧通过6mm的角焊缝环向焊接于原结构的焊件上；将角焊缝进行打磨、防腐处理；
3) 制作套管，所述套管嵌入两相邻环板之间，所述套管为两组半剖套管，两所述半剖套管拼接外包于原结构的外侧，并与原结构之间留有空腔；两所述半剖套管的两端通过全熔透焊与环板进行焊接，其两端与环板焊接完成后，对半剖套管的对接处进行通长焊缝的封闭焊接；对通长焊缝进行打磨，保证外侧焊焊缝表面的平顺美观，并对套管和环板进行防腐防火涂装作业。
2.根据权利要求1所述的一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，其特征在于，在进行步骤1）之前，需要对原结构表面油漆进行打磨，打磨完成后，进行拉线，对原结构的变形进行测量，如果原结构的杆件变形大于2/1000杆长时，需要使用倒链对原结构的杆件进行纠偏，符合变形要求后，再进行步骤1）的操作。
3.根据权利要求1所述的一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，其特征在于，所述步骤3）中，所述套管的加固长度大于原结构杆件的杆体长度80%。
4.根据权利要求1所述的一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，其特征在于，所述原结构的两端分别留有150mm的长度距离进行安装环板，其两端安装装饰套管，所述装饰套管的一端与环板焊接，另一端与原结构焊接，所述装饰套管为8mm厚圆管对半切割成半圆组成，所述环板的厚度大于套管的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，其特征在于，所述无溶剂环氧树脂漆涂层厚度至少为140um。
6.根据权利要求1所述的一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，其特征在于，加焊使用二氧化碳气体保护焊进行焊接，焊接电流控制在130mA以内，所述环板和原结构的焊接时，采用手工电弧焊。
7.使用焊条为3.2mm，焊接电流控制在100mA~130mA之间。
8.根据权利要求1所述的一种圆管钢结构构件的环箍焊接加固方法，其特征在于，所述环板为壁厚12mm-18mm的圆管对半切割组成，所述套管为壁厚6-8mm的圆管对半切割组成。
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