上世纪70年代混凝土结构炼钢老厂房维护与加固

[提要]某上世纪70年代建设的预应力混凝土结构炼钢车间老厂房，经几十年生产使用、改造、生产规模的不断扩大，以及生产工艺的改造更新，使老厂房历经多次的改造、加固，许多结构部分及构件，已存在严重的安全隐患，尤其是混凝土框排架结构部分，不同程度的损坏严重。对此，依据现行国家现行规范，对老厂房实施鉴定、加固与改造；同时对行车梁系统，结合不停产生产实际进行加固处理；整个屋面系统由原沉井式天窗改造为上天窗通风，从多方面保证厂房的安全使用。

[关键词]预应力 老厂房 框架结构鉴定加固

1 工程概况

炼钢主厂房原设计3台25吨转炉生产负荷。

厂房建筑面积17589 m2。长180m，纵向30个柱距，厂房结构布置见图。依次由第一跨(AB垮)、第二跨(CD垮)、加料跨(DE含百吨跨)、炉子跨(EH (DE含百吨跨)、炉子跨(EH跨)及蓄热间跨构成。

厂房为框排架结构体系，混铁炉处为框架平台，转炉以西为多层框架平台及二层蓄热平台外，其它部分均为排架结构。厂房构件以钢筋混凝土为主，部分高温、频繁检修区、氧枪通廊、部分吊车梁、部分屋架、部分托架和支撑杆件为钢构件。

厂房AB、CD跨设置一台20／5t，二台75／20t天车，DE跨设置二台15t、二台50／20t、三台63／16t、二台100／30t天车。十四台天车均为重级工作制。

2.厂房工作环境特点

现扩容为为3台45吨转炉。

2.1转炉倾倒铁水、吹氧炼钢的热辐射对厂房结构有较大的损伤。生产时产生大量的烟尘，对厂房结构具有腐蚀性。

2.2产量不断提高，使厂房结构损伤不断加剧。

2.3由于生产时灰尘大，积灰多，导致部分区域冲洗废水、漏水及雨水与灰尘一起，加剧了厂房的腐蚀。

3 主厂房存在的主要问题

3.1 排架柱

厂房A列为钢筋混凝土工字形柱，B列、C列、D列以及E列F列的1-l0、22-31轴线柱为钢筋混凝土斜腹杆双肢柱。排架柱存在的主要问题如下:

柱根部混凝土出现开裂、脱落，箍筋、主筋锈蚀外露现象。柱高约300mm范围混凝土普遍出现锈胀开裂现象。A列、B 列柱内肢近26轴线一侧距地约1.5m-2m高范围钢筋外露锈蚀，柱外肢近26轴线一侧距地约1.1 m -1.8m高范围钢筋外露锈蚀，锈蚀损伤严重。生产检修区域柱，主肢主筋、箍筋锈蚀外露，锈层3mm左右，约500mm长范围混凝土脱落。D、E柱正面箍筋锈蚀、混凝土开裂、脱落。E列柱内肢距地面0.5m处混凝土开裂，箍筋锈蚀。

3.2 吊车梁

3.2.1 预应力混凝土吊车梁

分6m和l2m跨两种预应力混凝土鱼腹式吊车梁，检查发现，部分鱼腹式吊车梁端头预应力主筋附近有宽度约0.05-0.2mm，长约500mm左右的近水平裂缝，一道-三道不等，在行车运行比较频繁的百吨行车跨，每道梁都有这种裂缝。

此外，现场检查还发现部分吊车梁与柱预埋件的连接松动。B列l7-18轴线走道板与柱连接支座处钢筋外露。AB跨25-27轴线吊车梁在25轴线处上翼缘约200mm范围内混凝土酥松、劈裂，此部位柱混凝土也有损伤。

3.2.2 钢吊车梁

转炉上方吊车梁用隔热钢板保护，钢板与吊车梁之间用隔热材料填充。该部位钢吊车梁表面防护漆已全部脱落，半高以下腹板和下翼缘板锈蚀严重。一般锈层2 mm -6mm，最大处可达8mm，并有锈坑出现;吊车梁上翼缘也巳开始锈蚀。

3.2.3天窗架

厂房天窗设置不尽合理，采光、排气不好。AB、CD跨的沉井式天窗搁置窗板的粱因上部漏雨表面有水迹，梁上出现主筋箍筋锈胀裂缝。

3.2.4屋面板

主厂房屋面板均为 1.5m×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面。屋面板存在的主要问题如下:

3.2.4.1自A、C轴线起第一块屋面板部分大肋端头出现裂缝，第一至第四块屋面板及其它部分个别屋面板板底面出现裂缝，裂缝发展万向为由四个角区呈30-45度向板中部延伸，延伸至距板端部约1.5m处终止，个别板板面中央也出现纵向裂缝。

3.2.4.2部分屋面板板面、大肋混凝土保护层脱落、钢筋锈蚀外露。此现象集中出现在自A、C、D轴线向西第一至第五块极及 10-12、20-22轴线变形缝两侧板上。

3.2.4.3部分屋面板板面有洞口或残缺现象。

4 治理方案及实施措施

4.1 排架柱

对柱身损伤较严重的柱子，采取外包混凝土加固的方案；对其他存在钢筋锈蚀、混凝土开裂、脱落、撞伤部位的柱子，采取局部修补的加固的方案；对新增托梁的部位新增设钢柱与原钢筋混凝土柱共同作用，以确保柱子的承载力能满足正常使用要求。

对采取外包混凝土加固的部分，施工时混凝土表面晾干后刷界面剂，然后进行外包混凝土加固施工；对新增钢柱部分，钢柱制作前根据图纸要求及现场情况实际测量钢柱的标高，确定制作尺寸后进行制作，并焊接牢固。

4.2 吊车梁

为不影响生产，对部分技术状况较差的混凝土吊车梁，采取新增钢托梁的加固方案。

钢托梁的制作按实际测量尺寸制作。钢柱加固完后，在柱顶处搭设平台，用于安装托梁。

4.3 天窗架

天窗架锈蚀严重、技术状况差，原设计为沉井式，将天窗架进行更换。

施工工序根据该工程的具体要求，施工工序安排如下:钢结构安装前与屋架上弦预埋件校对，若屋架上弦预埋件偏小时无法满足天窗支座要求时，可采用钢板套新设节点。自第三品天窗架以后采用檀条支撑并进行校正。

4.4 屋面板

采取更换部分屋面板与屋面板进行贴角钢加固法。

屋面板贴角钢加固过程中，仔细剔除粘贴部位混凝土酥松层、碳化层，用压缩空气吹除粉粒，吹完后用棉纱蘸水擦洗，待完全干燥后用脱脂棉擦拭干净，角钢粘贴面用溶剂脱脂，机械研磨将角钢表面打出斜纹，均匀涂抹粘贴剂后与板肋贴紧压实。

5 实施效果

采用上述措施对炼钢主厂房进行不停产加固，加固过程中克服了施工现场狭窄、施工生产严重交叉、施工周期长等困难。加固工作完成以后，炼钢主厂房技术状况有所提升，满足了转炉扩容改造后的生产要求。

结束语

随着新技术、新工艺的不断涌现，工业生产中的改造是不可避免的，深入现场了解情况，与生产部门进行结合，在不停产的情况下完成加固工作是可行的。