钢结构过梁在油田结构加固工程中的应用

李志伟（大庆油田有限责任公司第二采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000）

钢结构过梁在油田结构加固工程中的应用

李志伟（大庆油田有限责任公司第二采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000）

本文主要对钢结构过梁在油田地面工程中的应用进行深入探讨，并对钢结构过梁在砌体结构加固中的作用进行了研究。

过梁；钢结构；砌体结构加固

目前，油田地面工程中的建筑主要采用砌体结构，对建筑的改造内容也主要集中在空间功能的变更，对于新增设分隔结构的加固主要采用现浇钢筋混凝土或钢筋混凝土预制构件加固等方式，本文主要讨论将目前工程中较为常用的钢结构加固形式应用到油田的改造工程中，及降低了成本又对建筑改造的坚固及适用性有着显著的提高，对今后的工程改造设计有着重大借鉴和指导意义。

1 情况简介

在改造项目中，对现有结构的空间进行功能变更时需要进行结构加固的工程主要有两种，一是隔墙上开设门窗洞口，二是拆除原有隔墙。

1.1 开设门窗洞口

目前油田地面工程设计中砌体结构过梁主要采用现浇钢筋混凝土过梁。

图1 过梁 平面图

在改造项目中，新增门窗洞口的过梁施工普遍采用先开槽，将预制的钢筋混凝土过梁埋入槽内，采用混凝土将缝隙灌实，然后再开设门窗洞口。这种过梁的施工改造方式虽然最终达到了钢筋混凝土过梁承担门窗洞口上方砌体荷载的效果，但是由于施工时开槽的人为因素影响较大，过梁槽与所安装过梁之间存在不均匀缝隙，即使后来将缝隙采用混凝土填实，但是也无法达到均匀传力的效果，可能会产生门洞口变形的情况。另外，通过开槽的方式安装的钢筋混凝土过梁的与支座的契合度，及门窗洞口周围的砌块的均匀程度，都是影响过梁支座处的传力效果。

1.2 拆除原有隔墙

一些项目中，由于有的建筑建设时间较早，楼板为预制板结构，在拆除原有非承重隔墙时，会发现隔墙上方未设置圈梁，如果贸然拆除墙体，会造成严重的施工安全事故。

无论是在承重墙上开洞还是打通承重墙形成大开间的情况，主要解决洞口以上各层墙体的荷载及以上各层荷载的传递问题，必须通过新加设的置换构件或者结构把这些荷载传递到基础上。

2 分析与应对策略

针对上述问题，必须在开设洞口位置增设过梁，或者在拆除原有墙体处增加支撑梁，鉴于混凝土梁浇筑振捣质量差，施工复杂，可采用钢结构构件对砌体结构进行置换。采用钢结构置换粱可以缩短工期，施工也较为方便。

2.1 设计分析

钢过梁强度验算，以240mm墙体，跨度1m的洞口为例，过梁采用[25槽钢（Q235），强度根据公式为：

M/γx×Wnx=f《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第4.1.1条；

M=f×γx×Wnx=215×1.05×30607=6.9kN·m；

钢过梁的理论承载力为q=8M/l2=8×6.9=55.2kN/m；

洞口上方传至钢过梁的荷载为σ=18×0.24×1.0（过梁上方砖砌体高度）×0.5=6.48kN/m。

根据计算，钢过梁强度满足承载力需要。

新加设的钢梁除按普通粱计算正斜截面承载力外．还要根据其受力要求考虑以下几个因素：1)置换粱受力过程有别于普通粱，普通粱是随施工过程逐步加载的，而置换粱是瞬间完成加载。2)置换粱刚度的要求更高。置换梁承载的上部砌体为旧砌体，不允许再有附加变形．否则将开裂损坏，因此置换梁的挠度一般应控制在1/300以内。

2.2 应用分析

对砌体结构进行结构加固时，对于较小洞口可采用钢结构构件置换过梁的形式进行加固。对于较大洞口可采用钢梁托换技术进行处理。

（1）采用钢结构作为过梁时，施工时也可采用开槽，嵌入过梁的施工方式，且钢结构由于质量轻，更加便于施工。

（2）当结构作为圈梁时，需设置钢结构构造柱，一般可选用与过梁型号一致的槽钢作为构造柱，同时做为门洞口的包口进行使用。也可采用圆钢或方钢作为支撑构造的构造柱。均达到了结构加固的目的。

（3）使用型钢双托梁托换技术技术进行托换时，在墙体两侧设置槽钢托梁，槽钢翼缘朝外，通过坠板及螺杆连接夹住墙体。在墙体上钻孔传入螺杆，将两根刚托梁连接后，进行钢梁坠板焊接，然后自上而下拆除原墙体，采用型钢梁双托梁转换技术时，原墙体应有圈梁。

2.3 应用情况分析

目前，改造工程中，钢结构加固措施已广泛应用与老旧的民用建筑，一方面钢结构加固技术对原结构的破坏较少，另一方面，钢结构加固技术可以增加原有结构的强度，可谓一举两得。

3 结语

目前，油田正进入转型期，在控投资促生产的大环境下，对原有建筑进行改造翻新是节省投资的最好途径，钢结构凭借自身刚度大，价格低的独特优势必将在结构再造中被广泛应用，在油田的改造工程中具有更加广泛的前景。