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  吳二軍，石少雄，張  盼，張富有，袁開軍

 （河海大學(xué)土木與交通學(xué)院，江蘇南京  210098）

[摘要]既有建筑整體平移、隔震改造工程對(duì)結(jié)構(gòu)托換提出了新的技術(shù)要求，結(jié)合宿遷中學(xué)隔震加固工程，著重解決了隔震和平移的協(xié)調(diào)問題與結(jié)構(gòu)縫位置處柱的非對(duì)稱托換問題，具體包括：隔震支墩、柱托換節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)和相應(yīng)的施工步驟。

[關(guān)鍵詞]加固；整體平移；隔震；隔震；支墩；非對(duì)稱托換；設(shè)計(jì)；施工

[中圖分類號(hào)] TU746.4  [文章編號(hào)]1002-8498(2016)04-0107-03

1  工程概況

 宿遷鐘吾中學(xué)科技樓建于2002年，為一不規(guī)則建筑群，總建筑面積9 470m2。由A1，A2，A3，B，C，D6部分組成（見圖1），均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。各部分層數(shù)、層高均不相同。任意相鄰2棟樓房之間為結(jié)構(gòu)縫，縫寬80~100mm�；�礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度(0.3g)，場(chǎng)地類別Ⅲ類，地震分組為第一組。經(jīng)抗震鑒定，承載力和局部構(gòu)造不滿足乙類抗震設(shè)防要求，需進(jìn)行抗震性能加固。

 經(jīng)過工期、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性綜合對(duì)比，決定采用隔震技術(shù)方案。本建筑群由6部分組成，結(jié)構(gòu)不規(guī)則，整體托換進(jìn)行隔震較為困難，因此采用6部分分別隔震的方法。隔震結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)將產(chǎn)生較大的水平位移，四周應(yīng)設(shè)置隔震溝，以保留足夠的地震水平位移空間。本工程經(jīng)隔震位移計(jì)算后確定最小保留水平位移空間為250mm，顯然現(xiàn)有抗震縫寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足其要求。因而，課題組提出平移隔震技術(shù)方案，將A1，A3這2棟7層樓房分別向左、右平移520mm，B，C，D3棟2層樓房向后平移420mm（見圖1）。該工程中需進(jìn)行二次托換：第1次是將原墻、柱豎向荷載托換到一個(gè)托換底盤上，然后通過移動(dòng)支座傳遞給移位軌道；第2次托換是將上部結(jié)構(gòu)荷載從移動(dòng)支座轉(zhuǎn)換到隔震支座上，然后傳給隔震支座的支墩。在兩次托換過程中，托換節(jié)點(diǎn)、托換構(gòu)造以及施工工藝需同時(shí)考慮結(jié)合既有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和平移、隔震的技術(shù)要求。

2  關(guān)鍵部位構(gòu)造設(shè)計(jì)

2.1  平移軌道平面布置

 本工程平移距離短，因此平移下軌道和隔震下支墩一體設(shè)計(jì)，僅需對(duì)原條形基礎(chǔ)局部加寬延長(zhǎng)即可。A2無需平移，但存在室內(nèi)大空間，因此增加1個(gè)隔震支點(diǎn)。A1，A3分別將原條形基礎(chǔ)向左、右加寬，B，C，D向北加寬。平面布置如圖2所示。圖2中可明顯看出，改造后隔震下支墩形心與原條形基礎(chǔ)中軸線出現(xiàn)明顯偏心，因此應(yīng)適當(dāng)加寬，加寬后偏心荷載作用下的基底附加應(yīng)力應(yīng)滿足《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011的相關(guān)要求。

2.2  隔震下支墩構(gòu)造

 A2樓平面位置不變，直接施工托換底盤，在原位置進(jìn)行隔震下支墩改造，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單。其余各部分均需要進(jìn)行平移，隔震支墩與原柱出現(xiàn)偏心，取A1樓北側(cè)軸線上典型的隔震支墩為例，給出改造的支墩構(gòu)造如圖3所示。隔震下支墩中設(shè)置連接隔震支座的鋼預(yù)埋件。為滿足兼做移位軌道的要求，隔震支座預(yù)埋件兩側(cè)鋪設(shè)平移用鋼板，其平面布置如圖4所示。

2.3托換結(jié)構(gòu)

 該組合建筑群各部分均為框架結(jié)構(gòu)，托換結(jié)構(gòu)采用平移工程中常用方法：柱托換采用鋼筋混凝土抱柱梁托換，墻體采用雙夾梁托換，大空間部分設(shè)矩形截面連系梁。但本工程結(jié)構(gòu)縫（抗震縫和沉降縫）兩側(cè)的柱間隙僅有10cm，采用常規(guī)的四周抱柱梁形式時(shí)，施工操作空間不足。以A1區(qū)樓房為例，圖5中⑪軸JD1右側(cè)和A2區(qū)樓房中柱相鄰，H軸JD1和B區(qū)樓房的柱相鄰，因此，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了混凝土非對(duì)稱托換節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，并申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利，其構(gòu)造如圖6所示。

3  特殊部位施工技術(shù)措施

3.1平移與隔震支座安裝施工步驟

 本工程施工突出特點(diǎn)有兩個(gè)：①如何在既有框架柱下施工隔震上下支墩和安裝隔震支座；②需要統(tǒng)籌考慮隔震和平移的技術(shù)要求安排施工工序。

 具體施工步驟如下：①柱托換節(jié)點(diǎn)高度范圍內(nèi)柱表面鑿毛，鉆植筋孔和穿柱螺栓孑L；②植入隔震下支墩（兼平移軌道）鋼筋，預(yù)埋隔震支座用鋼預(yù)埋件（見圖4）；③支模，澆筑下支墩混凝土，養(yǎng)護(hù)；④在下支墩上鋪設(shè)平移用下軌道鋼板，擺放滑動(dòng)支座，高度略大于隔震支座高度；⑤支模，綁扎鋼筋，設(shè)置隔震上支墩預(yù)埋件，澆筑柱托換節(jié)點(diǎn)和托架梁；⑥托換結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用線切割鋸將柱切斷，應(yīng)設(shè)上下2條切割線；⑦將混凝土柱在切割線上部、下部突出隔震下支墩和上支墩的部分鑿除，水泥砂漿找平；⑧安裝、調(diào)試平移設(shè)備和監(jiān)測(cè)設(shè)備；⑨試平移，正式平移至設(shè)計(jì)位置；⑩安裝隔震支座下支墩鋼板；⑪安裝隔震支座上部鋼板和隔震支座，調(diào)平；⑫縫隙內(nèi)采用水泥漿灌縫；⑬養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除移動(dòng)滑塊，進(jìn)行水平度測(cè)試；⑭檢測(cè)合格，將隔震支座的固定鋼板與隔震上、下支墩中的鋼預(yù)埋件焊接；⑮隔震支座鋼件的防銹處理；⑯隔震溝等其他部位施工。

3.2  非對(duì)稱托換節(jié)點(diǎn)施工步驟

 因結(jié)構(gòu)縫空間狹小，非對(duì)稱托換節(jié)點(diǎn)的施工較為困難，具體施工步驟如下：①將柱無結(jié)構(gòu)縫的三面在托換節(jié)點(diǎn)高度范圍內(nèi)鑿毛，柱內(nèi)鉆螺栓孔；②用小砂輪伸人結(jié)構(gòu)縫，將柱托換節(jié)點(diǎn)高度范圍內(nèi)抹平，沖洗晾干；③將托換用的預(yù)留鋼板擺放至結(jié)構(gòu)縫內(nèi)，定位，在柱內(nèi)已鉆好的螺栓孔內(nèi)穿螺栓，端部涂油漆，在鋼板上標(biāo)記出螺栓對(duì)應(yīng)位置；④取出鋼板，在鋼板上開螺栓孔；⑤重新將鋼板擺放在結(jié)構(gòu)縫內(nèi)，定位后將與之垂直的兩個(gè)側(cè)面的托換梁中的水平鋼筋與之焊接；⑥將其架高至超出托換節(jié)點(diǎn)標(biāo)高，用長(zhǎng)木板在柱表面涂抹結(jié)構(gòu)膠，盡量涂抹均勻；⑦將鋼板下落至托換節(jié)點(diǎn)標(biāo)高，粘貼至柱表面，螺栓孔對(duì)中；⑧安裝平移滑塊，綁扎抱柱梁鋼筋，支模，澆筑另外三個(gè)面的抱柱梁，梁內(nèi)預(yù)留螺栓孔；⑨養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，穿入螺栓，結(jié)構(gòu)縫內(nèi)用不超過3cm的螺母旋緊。

4  結(jié)語

 本工程已于2014年底完工。工程中解決了隔震支座安裝與平移兩階段施工對(duì)局部結(jié)構(gòu)構(gòu)造與工藝提出的特殊要求，發(fā)明了混凝土柱非對(duì)稱托換技術(shù)，可為類似工程提供參考。