鐵路既有建筑改造加固設(shè)計(jì)探討

時(shí)間:2022-06-10 11:37:48

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鐵路既有建筑改造加固設(shè)計(jì)探討

摘要:隨著鐵路技術(shù)的發(fā)展,如何對(duì)待和妥當(dāng)處理既有建筑是房建設(shè)計(jì)者的難題。通過利用閑置既有建筑改造為實(shí)訓(xùn)基地,對(duì)既有建筑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定,根據(jù)鑒定結(jié)果進(jìn)行了加固設(shè)計(jì),總結(jié)了建筑加固的施工要點(diǎn)及施工注意事項(xiàng),為后續(xù)鐵路建筑改造加固提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞:鐵路既有建筑;閑置;改造;加固設(shè)計(jì)

1工程概況

徐州北站加冰所建成于20世紀(jì)90年代初(1992年建成投產(chǎn)),建有制冰車間及冰庫(kù)、辦公樓、鍋爐房、配電室、庫(kù)房、加冰臺(tái)等。其中辦公樓、鍋爐房、配電室、庫(kù)房為磚混結(jié)構(gòu),辦公樓、配電室還在使用。制冰車間及冰庫(kù),總建筑面積為2738m2,建設(shè)時(shí)間為1990年,鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu),采用預(yù)制樁基礎(chǔ),地上一層,屋蓋為鋼筋混凝土桁架及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。按照“區(qū)域性與專業(yè)性相結(jié)合、深化專業(yè)管理與集中統(tǒng)一管理相結(jié)合”的工作思路,綜合利用閑置資源,提升相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)能力和辦學(xué)條件,根據(jù)鐵路局建設(shè)意見擬利用徐州北站加冰所改造成徐州北車務(wù)實(shí)訓(xùn)基地,建成后可承擔(dān)調(diào)車組人員、接發(fā)列車人員、車號(hào)人員崗位資格性培訓(xùn)、適應(yīng)性培訓(xùn)、實(shí)作技能訓(xùn)練,并兼顧承辦專業(yè)技能大賽。改造后平面圖詳見圖1。

2改造方案

按照業(yè)主的要求最大限度降低對(duì)城市規(guī)劃的影響,最大限度利用閑置土地和閑置房屋,減少拆遷工程量,減少對(duì)環(huán)境影響的原則進(jìn)行改造。根據(jù)實(shí)際調(diào)查及建設(shè)單位實(shí)際需求進(jìn)行綜合分析和研究,利用既有加冰所制冰車間拆除南側(cè)低矮部分改造為實(shí)訓(xùn)教室、圖片展覽室、實(shí)物展示廳、工具室。該既有建筑由于采用鹽水制冰工藝,對(duì)結(jié)構(gòu)腐蝕較大,又閑置多年,拆除設(shè)備后未做必要的維護(hù),且大部分柱子,部分梁、板出現(xiàn)順筋裂縫及鋼筋暴露、嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象。根據(jù)規(guī)范規(guī)定對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建、擴(kuò)建或加固修復(fù)時(shí),需重新設(shè)計(jì),既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范進(jìn)行檢測(cè)[1]。

3既有建筑結(jié)構(gòu)鑒定

3.1宏觀檢測(cè)

該建筑內(nèi)部分柱子出現(xiàn)順筋裂縫及鋼筋暴露、嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象,且大部分混凝土表面附有腐蝕性固態(tài)物質(zhì);拆除設(shè)備時(shí),留有大量孔洞未封堵。

3.2構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

采用回彈法(考慮齡期修正)對(duì)部分混凝土構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè),所測(cè)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度滿足原設(shè)計(jì)要求。

3.3構(gòu)件截面尺寸檢測(cè)

對(duì)部分混凝土構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行抽樣檢測(cè),根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204—2015)“截面尺寸允許偏差為+10mm,-5mm”[2]的要求(根據(jù)承載力計(jì)算,截面尺寸大于設(shè)計(jì)值者認(rèn)為滿足要求),12-2/B柱箍筋非加密區(qū)間距不滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)要求,12-1/C-2/C梁、13-1/C-D梁箍筋加密區(qū)間距不滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范要求。

3.4框架梁撓度檢測(cè)

用SET230R無棱鏡電子全站儀對(duì)該建筑10-17軸間部分框架梁的撓度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),所測(cè)框架梁撓度滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2010)規(guī)范要求,見表1[1]。

4加固設(shè)計(jì)

依據(jù)鑒定結(jié)構(gòu)及現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011—2010[3]的要求進(jìn)行抗震計(jì)算,并采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPMV3.1對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算,加固設(shè)計(jì)使用年限:后續(xù)設(shè)計(jì)使用年限為40年。對(duì)使用膠粘方法或是摻有聚合物加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件,應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài),初次檢查時(shí)間不應(yīng)遲于10年。

4.1柱加固設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)宏觀檢測(cè)情況,10-17~B-1/C軸間的大部分柱子底部存在順筋裂縫、鋼筋嚴(yán)重銹蝕情況,必須采取加固措施。需將開裂、疏松、空鼓的混凝土剔除至密實(shí)處,對(duì)銹蝕鋼筋除銹,刷sika903阻銹劑,用修復(fù)砂漿(抗壓強(qiáng)度不低于25MPa,下同)修復(fù)至原截面。如果剔鑿面積較大,則改用C25細(xì)石混凝土或高強(qiáng)灌漿料澆筑。因縱筋銹蝕導(dǎo)致鋼筋截面損失較大,需外包角鋼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。上述剔鑿、角鋼補(bǔ)強(qiáng)等措施處理范圍為柱基礎(chǔ)底至無明顯鋼筋銹蝕、混凝土開裂部位以上≥500mm。柱外包型鋼加固施工前,應(yīng)先對(duì)原柱裂縫處、鋼筋銹蝕處進(jìn)行修復(fù)處理及鋼筋的除銹工作。對(duì)于原柱表面的修復(fù)處理方法應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)各加固框架柱裂縫處混凝土的疏松程度具體如下:①當(dāng)剔除柱表面疏松混凝土至密實(shí)處的厚度>60mm時(shí)應(yīng)采取局部置換混凝土加固法;②當(dāng)厚度≤60mm僅分層抹修復(fù)砂漿修復(fù)至原截面即可。部分柱加固詳圖詳見圖2、圖3。

4.2梁加固設(shè)計(jì)

既有框架梁混凝土保護(hù)層厚度偏小,鋼筋外露銹蝕嚴(yán)重,需將疏松混凝土剔除至密實(shí)處,對(duì)銹蝕鋼筋除銹,刷sika903阻銹劑,外抹20mm厚聚合物水泥砂漿以保證耐久性,梁外側(cè)采用一層碳纖維布U形箍進(jìn)行加固處理,以保證其強(qiáng)度。4.3墻加固設(shè)計(jì)對(duì)于抗震承載力不足的墻體采用鋼筋混凝土板墻加固處理。板墻加固主要有噴射混凝土法和支?,F(xiàn)澆法兩種施工工藝,一般首選噴射混凝土法。兩種施工工藝都應(yīng)沿高度分段,且需使用免振混凝土或高流動(dòng)混凝土,且加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)及采取必要措施使墻頂與樓板交界處混凝土密實(shí)。板墻加固前,應(yīng)清除干凈墻面原有抹灰,并鏟除油漆或瓷磚裝修既有表層,鏟除原墻面堿蝕嚴(yán)重或有松散部分,并用細(xì)石混凝土補(bǔ)充鏟除部分。加固前,應(yīng)澆透原墻墻面。墻面鉆孔應(yīng)按設(shè)計(jì)要求先標(biāo)出錨筋或穿墻筋位置,在磚縫處采用電鉆打孔。穿墻孔直徑應(yīng)比穿墻筋直徑大3mm。L形錨筋,其孔洞為正方形60mm,孔深≥100mm,將錨筋插入孔洞后采用水泥基灌漿料、微膨脹混凝土進(jìn)行填實(shí)[4]。對(duì)墻壁加固時(shí)不得損傷既有結(jié)構(gòu)鋼筋。鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片時(shí),豎向鋼筋應(yīng)靠墻面并采用鋼筋頭支起。鋼筋網(wǎng)在墻面的固定應(yīng)平整牢固。加固施工完成后為防干裂或與原墻面脫開應(yīng)澆水對(duì)墻面養(yǎng)護(hù),氣溫低于零下時(shí)應(yīng)采取防凍措施[4]。鋼筋網(wǎng)與原有墻面、周邊構(gòu)件的拉結(jié)筋應(yīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一道工序的施工。

5施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

(1)加固改造施工中需做好對(duì)新舊混凝土結(jié)合面的處理,澆筑混凝土前,混凝土結(jié)合面應(yīng)清洗干凈,涂一層混凝土界面結(jié)合劑,保證連接面的質(zhì)量及可靠性。(2)對(duì)使用膠粘方法或摻有聚合物加固的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件,尚應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)。第一次檢查時(shí)間為10年;以后每5年一次。(3)施工時(shí)采用必要措施減少或避免施工中對(duì)既有結(jié)構(gòu)的損傷。如施工中發(fā)現(xiàn)與加固設(shè)計(jì)不符或存在嚴(yán)重缺陷,應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)采取處理必要措施去除缺陷后方可施工。加固工程施工前應(yīng)卸除相關(guān)部位活荷載;加固完成后裝修工程按原狀恢復(fù)[5]。(4)由于加固施工為鐵路臨近營(yíng)業(yè)線施工,必須把確保行車安全放在首位,嚴(yán)格執(zhí)行《中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》(上鐵運(yùn)〔2020〕203號(hào)文)和中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司關(guān)于公布《中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司營(yíng)業(yè)線施工工務(wù)安全監(jiān)督管理辦法》的通知(上鐵〔2020〕345號(hào))等有關(guān)營(yíng)業(yè)線施工確保行車安全的有關(guān)規(guī)定。施工中所采取的技術(shù)措施,應(yīng)以鐵道行業(yè)的現(xiàn)行有關(guān)法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等為依據(jù),杜絕違章蠻干行為。

6結(jié)論

(1)鑒定工作至關(guān)重要,應(yīng)根據(jù)鑒定結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)存在的缺陷進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)加固設(shè)計(jì),應(yīng)整體分析全面考慮各種狀況,在不改變?cè)Y(jié)構(gòu)特性前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)加固施工時(shí)應(yīng)考慮距離鐵路的距離,若屬于鄰近營(yíng)業(yè)線施工,需按所屬鐵路局規(guī)定進(jìn)行施工。(4)工程項(xiàng)目已按設(shè)計(jì)就行施工并投入使用,滿足業(yè)主最大限度利用閑置土地和閑置房屋的要求,使用至今,安全狀態(tài)良好。

參考文獻(xiàn)

[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50010—2010[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2015.

[2]混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范:GB50204—2015[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2015.

[3]混凝土抗震設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50011—2010[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

[4]朱岳興,付中英,溫海燕.某中學(xué)校舍磚混結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計(jì)方法及施工關(guān)鍵技術(shù)[J].江蘇建筑,2012(5):37-39.

[5]建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程:JGJ116—2009[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2015.

作者:魯鳳明 單位:中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司徐州設(shè)計(jì)院