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鋼結(jié)構(gòu)桁架加固施工方案

一、工程概況與加固必要性分析

本工程為某工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)桁架加固項(xiàng)目，原結(jié)構(gòu)建于2005年，設(shè)計(jì)使用年限50年。主桁架跨度36米，間距6米，高度2.8米，采用Q235B鋼材焊接而成，節(jié)點(diǎn)為螺栓球節(jié)點(diǎn)與焊接混合連接。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)以下問題：部分下弦桿應(yīng)力比超限、節(jié)點(diǎn)連接板出現(xiàn)疲勞裂紋、高強(qiáng)度螺栓松動(dòng)以及桁架整體垂直度偏差超標(biāo)。結(jié)合屋面活荷載提升需求，需通過系統(tǒng)性加固滿足新使用功能要求。加固設(shè)計(jì)遵循《鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB51367-2019及《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50550-2010，采用復(fù)合加固體系，抗震設(shè)防烈度維持7度，總工期控制在45天內(nèi)。

二、施工總體部署

1. 組織機(jī)構(gòu)

• ?管理小組?：技術(shù)負(fù)責(zé)人（持一級注冊結(jié)構(gòu)工程師證書，10年以上經(jīng)驗(yàn)）、鋼結(jié)構(gòu)工程師（2名，負(fù)責(zé)受力分析與節(jié)點(diǎn)復(fù)核）、焊接質(zhì)檢員（持AWS CWI認(rèn)證，配備超聲波探傷儀和磁粉檢測儀）、安全監(jiān)督員（注冊安全工程師，專注高空作業(yè)與吊裝安全）。
• ?施工班組?：分焊接組（6人，持GMAW/FCAW-Ⅱ6G證書）、吊裝組（4人）、測量組（2人）。

2. 施工分區(qū)與流程

將廠房劃分為A、B、C三區(qū)，采用“先加固后卸載”逆向流程：

• ?A區(qū)（1-10軸）?：首施工段，配置25t汽車吊和滿堂腳手架支撐體系。
• ?B區(qū)（11-20軸）?：次施工段，采用移動(dòng)式操作平臺(tái)。
• ?C區(qū)（21-30軸）?：末施工段，利用原有行車輔助吊裝。
  每個(gè)區(qū)實(shí)施“三階段”作業(yè)：臨時(shí)支撐搭設(shè)→桿件加固施工→節(jié)點(diǎn)強(qiáng)化處理，各區(qū)設(shè)5m寬安全隔離帶（防火巖棉+彩鋼板分隔）。

3. 場地布置

• ?材料堆放區(qū)?：分原材區(qū)（Q355B鋼板、鋼絞線）、加工區(qū)（4組胎架）、成品區(qū)（加固件），場地硬化采用200mm厚C30混凝土+Φ12@200鋼筋網(wǎng)。
• ?吊裝作業(yè)區(qū)?：設(shè)12m半徑警戒區(qū)，配備風(fēng)速儀（限值10.8m/s）和傾角儀。
• ?焊接防護(hù)區(qū)?：每作業(yè)面配置2臺(tái)焊接煙塵凈化器和防火毯（耐火極限1.5h）。
• ?臨時(shí)用電?：沿廠房柱設(shè)3個(gè)二級配電箱，采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配備200A漏電保護(hù)器。

三、加固施工關(guān)鍵技術(shù)

1. 增大截面法

• ?工藝要點(diǎn)?：在超限桿件外側(cè)焊接Q355B鋼板，采用分層多道焊控制變形，焊后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行超聲波探傷檢測。
• ?節(jié)點(diǎn)強(qiáng)化?：對裂紋節(jié)點(diǎn)采用碳纖維布包裹加固，配合結(jié)構(gòu)膠粘劑提升抗裂性能。

2. 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

• ?鋼絞線布設(shè)?：在下弦桿下方張拉15.2mm鋼絞線，通過液壓千斤頂分級加載至設(shè)計(jì)值的120%，持荷5分鐘后錨固。
• ?應(yīng)力監(jiān)測?：安裝振弦式應(yīng)變計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測加固后應(yīng)力變化，確保卸載后應(yīng)力分布均勻。

四、施工質(zhì)量控制

1. 材料檢驗(yàn)

• ?鋼材?：每批次抽檢力學(xué)性能，屈服強(qiáng)度偏差不超過±5%。
• ?焊接材料?：E43MnB焊條需檢驗(yàn)熔敷金屬擴(kuò)散氫含量，確保≤8mL/100g。

2. 過程控制

• ?焊接工藝?：采用GMAW打底+FCAW填充，層間溫度控制在150℃以下，焊后緩冷。
• ?節(jié)點(diǎn)處理?：螺栓連接處扭矩?fù)p失率控制在15%以內(nèi)，采用扭矩扳手復(fù)檢。

五、安全防護(hù)措施

1. 高空作業(yè)

• 搭設(shè)雙排腳手架，立桿間距≤1.5m，橫桿步距≤1.8m，外側(cè)設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿和18cm高擋腳板。
• 作業(yè)人員佩戴全身式安全帶，掛鉤固定在獨(dú)立生命線上。

2. 吊裝作業(yè)

• 吊物下方設(shè)警戒區(qū)，風(fēng)速超過10.8m/s時(shí)立即停止作業(yè)。
• 吊索具采用6倍安全系數(shù)，定期檢查磨損情況。

3. 消防安全

• 焊接區(qū)配置干粉滅火器，防火毯覆蓋易燃物，焊渣收集桶每日清理。

六、應(yīng)急預(yù)案

1. 結(jié)構(gòu)失穩(wěn)處理

• 備用50t液壓千斤頂和鋼支撐，若監(jiān)測到變形超限，立即啟動(dòng)支撐加固。

2. 高空墜落處置

• 現(xiàn)場配備急救箱和擔(dān)架，與最近醫(yī)院建立綠色通道，確保15分鐘內(nèi)送達(dá)。

七、環(huán)保與文明施工

• 焊接煙塵經(jīng)凈化器處理后排放，粉塵濃度控制在2mg/m3以下。
• 夜間施工使用LED照明燈，噪聲控制在55dB以下。

八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

• 加固后桁架垂直度偏差≤H/1000（H為桁架高度），節(jié)點(diǎn)連接板無裂紋，螺栓扭矩達(dá)標(biāo)率100%。