关于托梁拔柱的施工方法

关于托梁拔柱的施工方法

摘要：在既有建筑的改造中，为满足业主对单个房间的大空间要求，需要拆除结构中的部分框架柱，进行房间合并。在这类改造工程中既要对结构进行必要的加固，还要保证结构在改造施工过程中的施工安全。本文结合工程实例介绍了托梁拔柱的施工方法，在施工过程中既安全、经济，又方便快捷，是一种较理想的施工方法。

关键词：结构加固；卸荷；施工方法

1、前言

随着社会经济的发展，人们对大空间房屋的需求越来越大，对既有建筑空间结构的改造也越来越多。其中，很多业主要求对原有多个房间进行合并，以形成一个大空间。本文所讲述的就是此类工程的一些改造方案与施工的方法，为类似的工程积累一些经验。’/.

2、工程概况

本工程是石家庄市某学校教学楼改造工程。原结构为二层框架结构，首层结构平面为主次梁结构；见图1；二层结构平面为“井”字梁结构，见图2。现校方要求将二层的轴两根框架柱（以下分别称为Z1、Z2）拆除，以使二层分形成一个大厅，作演播厅用。3、改造方案本改造工程需要考虑：

框架柱拆除后相应框架梁柱的加固问题和施工过程中框架柱上部相应梁的卸荷问题两方面的问题。下面就从这两方面叙述本工程的改造方案。

图1 首层结构平面图

图2 二层结构平面图

3.1 框架梁柱的加固方案

本工程中原结构二层改造部分是“井”字梁结构，每根梁改造后受力均匀，形成以为主梁（以下称KL1、KL2、KL3）的主次梁结构。结构形式的改变导致构件受力改变，因此要对结构进行重新计算，对梁内钢筋重新布置。经过计算，KL1、KL2、KL3不满足承载力要求，须进行扩大截面加固；原结构四根框架柱（以下分别称为Z3、Z4）满足静力作用下的承载力要求，但不满足抗震承载力要求，为此用粘钢板的方法进行抗震加固。

3.1.1 KL1、KL2、KL3加固

本工程Z1、Z2拆除后结构的传力途径将改变，短跨方向的KL1、KL2受力增大。经过计算，KL1、KL2受力钢筋面积较改造前明显增大，且原构件中底部纵向钢筋在Z1、Z2位置是断开的，所以KL1、KL2受力钢筋根据计算结果重新配置，经比较采用扩大截面的形式进行加固。KL3跨度较大，经计算也不满足承载力要求，需采用同样的方法进行加固。

3.1.2 Z3、Z4的加固

改造后原设计Z3、Z4满足静力计算下承载力要求，但在抗震计算下不满足要求，根据计算结果和现场的实际情况，采用粘钢板的方法进行加固。

3.2 框架梁的卸荷方案

加固方案确定后就要考虑工程实施，框架梁加固施工必须在Z1、Z2柱头拆除后才能实施，而拆除必须要对KL1、KL2、KL3进行卸荷。根据多种卸荷方案比较，最后采用原位卸荷方案。原位卸荷方案就是利用欲拆除的Z1和Z2，在其两侧制作2个钢结构牛腿，支撑KL3，以达到卸荷目的。这样KL1、KL2的部分荷载部分形成内部应力传至Z3和Z4，部分荷载通过内力重分布传至KL3，所以在KL1与KL2两侧将KL3支撑起来进行卸荷。卸荷架由钢结构牛腿和数字千斤顶两部分组成。钢结构牛腿采用焊接制作，用化学螺栓固定于框架柱两侧。数字千斤顶固定于钢结构牛腿顶部支撑框架梁。

4、改造施工

4.1 工艺介绍

4.1.1 扩大截面加固法

采用加大混凝土构件的截面尺寸并在加大的截面中配置所需钢筋的方法，实现提高构件的抗弯、抗剪承载力及稳定性等方面的补强。

4.1.2 粘钢板加固法

利用化学结构胶将钢板与混凝土构件有机结合，使其二者可以共同工作，以提高原混凝土结构构件的抗弯、抗剪承载力。

4.2 主要施工步骤

⑴按设计要求对KL3进行扩大截面加固，Z3、Z4粘钢板同时施工。

⑵按设计要求制作卸荷架；

⑶KL3加固后混凝土达到设计强度70%后，安装钢结构卸荷架；

⑷安装千斤顶支撑KL3，并进行卸荷；

⑸采用静力拆除法，拆除Z1、Z2柱头混凝土；

⑹按设计要求对KL1、KL2进行扩大截面加固；

⑺待KL1、KL2、KL3混凝土强度达到设计强度后，拆除卸荷架；

⑻拆除Z1、Z2。

4.3 施工中注意事项

⑴加固KL3时，KL3与Z1、Z2节点位置打孔穿筋过Z1、Z2，节点位置混凝土待到KL1、KL2施工时再浇筑，以保证在KL1、KL2上不留施工缝；

⑵制作卸荷架时要严格按设计尺寸进行；

⑶卸荷架支撑部位要平整，利于千斤顶放置；

⑷卸荷前要注意以下几点：

①卸荷架安装完后，首先要对梁进行预加荷载试验，加荷速度为20kN/min，加至600kN 后持荷30min，然后以20kN/min速度卸荷至200kN。

②持荷期间观察焊缝是否开裂，螺栓是否有弯曲、位移，混凝土是否有开裂，卸荷架是否有明显变形等，没有问题后才可使用，才可以进行拆除施工。若卸荷架出现上述问题及时解决。

③千斤顶底部支座周围要有固定约束，保证千斤顶不滑移。

⑸待卸荷架与千斤顶安装并调试完后，采用静力拆除柱头混凝土。拆除时密切注意每个数字千斤顶的压力变化，当数字达到最大值（静力作用下Z1、Z2的内力的1/2，即40kN）时，注意结构变化。

⑹柱头拆除前完成Z3、Z4的粘钢板施工，柱头拆除完成后，数字千斤顶压力稳定后进行KL1、KL2的扩大截面施，施工期间注意观测压力表的数字变化和拆除部位框架梁节点的挠度变化。

5、结束语

(1)该工程施工期间的卸荷架未出现任何异常情况，通过对施工期间的挠度观测结果分析，结构在施工期间没有出现挠度增大的现象，在施工结束拆除卸荷设备后出现微小的附加挠度，此附加挠度值满足规范要求；工程竣工后，经过多年的使用，业主反映良好。

(2)该项工程施工技术难度较大，专业性较强，危险性较大，可能危及结构安全和施工人员的人身安全。因此要求施工队伍必须精通设计与施工，且要求具有丰富实践经验和高度责任心的专业技术人员从事此项工作。