體育場膜結構看臺工程，南北向①軸至輥輵訛軸長116m，東西向髿軸至鬂軸寬14.2m，鋼膜結構最大出挑長度11.85m。在使用中發現，每當有強風時，看臺膜結構上下振幅和主立柱變形很大，柱腳螺栓松動，已影響安全使用。經鑒定，現場主要存在問題如下：多數節點焊接出現銹蝕，部分桿件出現銹斑；部分橫桿和斜支撐柱斷落，局部桿件連接焊縫開裂；主立柱的固定螺拴松動，主立柱傾斜；主立柱根部墻體開裂。初步原因分析是該膜結構出挑較大，位于空曠區，遇強風時結構本身變形較大；⑧軸及⑩軸桁架處沒有鋼管主立柱，當強風產生負壓時，會出現較大扭曲變形，對相鄰柱產生推力；因個別斜支撐柱（輥輰訛軸）斷落，使原主立柱成為單懸臂桿件，主立柱下螺栓超出螺栓允許承載力；部分焊接點由于長期大風出現裂紋，漏水銹蝕出現斷裂。

1、加固方案選擇

本工程屬體育運動場所，結構安全尤為重要。依據鋼膜結構特點和看臺使用現狀，考慮原有建筑的美觀和結構安全并兼顧加固施工可行性[1]，通過多方方案比較，最終采用前拉后撐的加固方案。具體做法為采用改變傳力途徑加固法進行加固設計，即在看臺西側雨篷梁上增加一排H型鋼立柱，起平衡桿作用，該立柱上端與鋼桁架尾端相連，立柱下端與雨篷梁相連，利用原雨篷梁下鋼筋混凝土柱支撐鋼立柱并將荷載傳到基礎上。在膜結構受迎面風荷載作用下，東側鋼膜桁架受向上作用力，所增加鋼立柱可起頂桿作用；在膜結構受背面風荷載作用下，東側鋼膜桁架受向下作用力，所增加

鋼立柱可起拉桿作用，抵抗原立柱的彎曲變形。中間主席臺處的鋼膜結構因開間較大，原支撐桁架受力復雜，焊縫多處斷裂，故采用增加支點加固法進行設計，即在原鋼膜桁架無柱處增設鋼柱，以減少原鋼膜桁架受荷面積，同時亦改變了原單榀桁架的受扭狀況。新增鋼柱均支承在原鋼筋混凝土梁上，對該混凝土梁采用增大截面法進行加固，以確保力的安全傳遞。對增加荷載的柱基礎也采用加大截面法進行加固，確保傳力準確可靠。同時為增大安全儲備，在看臺東側增加4根拉索和南北通長系桿，該拉索既可增加膜結構的整體性，又可大大減少鋼膜結構的側向變形 。

2、加固設計

本工程所有鋼桁架加固方式基本一致，作用在鋼膜結構的荷載主要來自于結構本身的自重荷載及風壓對鋼桁架產生的荷載。鋼膜結構受風荷載作用產生的風壓分為正壓和負壓。當單榀鋼膜結構受負壓作用時，計算結果表明FB桿為-98.8kN；受正壓作用時，計算結果表明FB桿為+134.5kN。加固鋼柱選用H350×175，由壓桿穩定公式計算，結果滿足要求。當鋼柱為受壓時，XL5梁端的集中荷載有鋼柱FB的壓力98.8kN和原結構傳至雨篷梁的自重荷載65kN，經計算MA為107kN·m，選取616配筋，滿足要求。當鋼柱為受拉時，原梁鋼筋滿足要求。加固H型鋼柱傳至雨篷梁的荷載通過梁下鋼筋混凝土柱傳至柱下條形基礎。依據混凝土結構加固設計技術規范[2]，通過結構受力計算，對柱下條形基礎按原設計向外加長1m，條形基礎斷面及配筋不變。

3、加固施工

本工程加固施工內容包括柱下條型基礎的加長加寬、雨篷混凝土挑梁等的增大截面法施工、原GZ的加固、新增鋼構的安裝、油漆，以及原有結構的焊縫檢查補焊、拉索斷裂的修復加固，原柱腳螺栓收緊、立柱糾偏修復和拉索施工等。施工中應用了鋼筋植筋生根和鋼膜桁架頂升糾偏等技術。

3.1植筋施工

植筋施工工序為鉆孔→清孔→除銹→植筋→測試。根據所植鋼筋位置采用鉆孔機鉆孔，孔徑為鋼筋直徑+4mm，孔深為15倍鋼筋直徑。成孔后用毛刷和空氣壓縮機進行清孔。用膠槍將植筋膠由內向外注入孔中，然后將除完銹的鋼筋植進孔中，以膠滿出孔口為宜。最后會同相關單位，對植入的鋼筋采用拉拔試驗進行檢測。

4、頂升糾偏技術

由于原鋼結構中主鋼柱的垂直度均超出規范要求，糾偏施工中采用千斤頂頂升主鋼柱相連的桁架前端，同時將桁架末端與增加的豎向H型鋼柱焊接固定，從而使主鋼柱垂直度滿足規范要求。

5、結語

本文結合鋼膜結構加固實例，探討鋼結構加固條件、加固設計和新舊混凝土結構連接，并依據設計方案和施工圖紙提出加固施工工藝過程。實際加固工程表明，這一設計思路具有安全保障和可操作性，投入使用以來結構安全，效果良好。

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