钢结构建筑加固利用在扬州废弃垃圾场改造中的运用

季学军，张林龙

（江苏扬建集团有限公司，江苏扬州225009）

钢结构建筑加固利用在扬州废弃垃圾场改造中的运用

季学军，张林龙

（江苏扬建集团有限公司，江苏扬州225009）

以废弃垃圾场为研究对象,对旧厂房废弃部件的拆除进行了总结，对其钢结构建筑加固利用在扬州废弃垃圾场改造中的运用进行了分析，为扬州乃至全国垃圾场废弃地的再生利用得出有益启示。

钢结构；垃圾场改造；生态恢复

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.012

1 引言

1.1 垃圾场改造的意义

在世界经济发展突飞猛进的同时，人类产生的垃圾量也在快速增长。有关部门预计，2020年全球垃圾的将会达到20亿t，垃圾急剧增长对世界环境是一个严峻的考验[1]。而我国垃圾的产生也日趋严重，据住建部统计，我国2015年城市生活垃圾产生量为1.56亿t，其中44%进入卫生填埋场，29%被简易填埋，5%被焚烧处理，2%被堆肥处理，另外20%处于露天堆放或者随意丢弃、倾倒的状态。这些垃圾被随意丢弃、倾倒及露天堆放的场地，逐渐形成废弃的垃圾堆放场。在用地极其紧张的城市土地中，废弃的垃圾堆放场有着极其特殊的社会地位[2]。

因此，研究垃圾场改造有着重要的意义，希望能对废弃的垃圾场改造成为城市景观公园提供有力的帮助，扬州小茅山垃圾处理场的景观改造是此领域的成功典范，为城市中废弃的垃圾堆放场土地利用，未来城市土地合理规划，城市建设可持续发展发挥了重要的推动作用[3]。

1.2 钢结构建筑在垃圾场改造中的运用

扬州小茅山垃圾场上部原先为单层门式钢架结构，建筑面积约为2万m2，建于1998年，主要建筑物为3间厂房。由于上部结构建设时间较长，加之垃圾场环境恶劣，环境腐蚀性强，厂房部分钢结构锈蚀严重，屋面彩板受侵蚀,局部存在严重漏水情况，原先钢架截面偏小，结构主体存在严重的歪斜及下扰情况。

根据总体规划要求，原先的垃圾场将改造成扬州生态绿化公园，同时对原钢结构厂房进行加固与改造利用，扬州花鸟市场将搬迁至此。因此，对此结构进行改造成了当务之急。有关部门进行积极探索，寻求有效措施，充分利用有限资源，使钢结构的改造成了最关键的一步。经过专家的充分分析与积极讨论，确定了如下钢结构的利用方案[4]。

2 旧厂房废弃部件的拆除

针对旧厂房的改造，相关专家以及技术人员提出了大量的指导意见，为工程的顺利实施提供了有力的技术保障，当务之急是拆除原先厂房屋面系统。原先厂房屋面年久失修，彩钢板锈蚀严重，贸然拆除存在严重的安全隐患，因此，在拆除屋面系统时做了有效的防护措施，确保了工程安全快速的进行。屋面系统拆除后，屋面系统没有可靠的侧向连接，钢架存在随时倒塌的情况。

如图1a所示，钢架可能随箭头方向倾倒或者扭曲。如果钢架倾倒,会存在多米诺骨牌效应，项目的废物再利用理念将付之一炬。为了寻求可靠办法，钢结构专家提出了有效的安全保障措施。为此，特制了夹具，根据各榀钢架距离不同，制作了大量夹具，从钢梁上口夹住钢梁，在侧向给钢梁提供了有效的支撑。支撑后效果如图1b所示。拆除作业看似容易，却存在大量的安全问题，经过此措施加固，屋面废弃系统得到了很快的拆除，为接下来的工作提供了有力的工期保障。

3 预埋件在垃圾体基础中的预埋

钢结构预埋件是关系到上部位置准确与否的关键工序，此处垃圾场原先厂房与新建筑体存在搭接或者整体连接，这就对预埋件的准确性有了非常高的要求。垃圾体上的基础非常难处理，论文只对钢结构部分阐述，基础的处理就关系到钢构预埋的位置，由于新旧基础以及钢架的不规则沉降，对钢结构预埋件的放置产生了很大的影响。

经现场准确测量，原先钢构柱脚的标高存在很大的高差，前后位置也有很大的偏差，现场预埋工作异常困难，没有可靠的坐标作为参考。经过现场技术人员的探索与反复测量，初步绘制了旧厂房的坐标系统，新建坐标系统与旧坐标统一后，预埋件放置工作得以顺利进行。

以旧厂房现场实量坐标为基准，新建建筑坐标系统同旧厂房有效对接，绘制了完整的新旧布置图，为预埋件放置提供了有力的数据指导。最终，新建5榀钢架与旧厂房部分无缝对接，取得了成功，这是各方智慧的结晶（见图1c）。

图1 新建厂房示意图

4 钢结构加固措施的合理运用

4.1 加固措施的完善

扬州垃圾场项目中原先钢结构厂房截面经检测单位检测，远不能满足方案结构的要求，通过对检测数据与设计院数据的复核，对该厂房结构采取加固措施是一个较为合理的方案。由于此钢结构厂房的使用期限已接近其设计周期，经专家认定，此钢结构需采取的加固方法主要为改变计算图形、加大原有结构构件截面、连接节点的加固、阻止裂纹开展等，施工方法主要有负荷加固、卸荷加固、从原结构上拆下加固或更新部件进行加固。荷载和结构体系的改变与工业生产技术改进有关，当前国内外在钢结构改扩建工程中涉及的加固改造技术研究主要集中在加大原有结构构件截面和加强连接强度2个方面：（1）加大原有结构构件截面的方式主要有将“工”字形截面加大、翼缘外侧贴焊钢板，外粘钢板、碳纤维布加固等；（2）连接节点的加固方法主要包括贴板加强、粘钢加固、外包钢加固、碳纤维布加固等。经过多次讨论，确定了最终加固方案，对工字形截面采用6个面粘钢做法。

4.2 关键构件加固方案确定

钢梁节点加固是此项目加固过程中的难点，设计院会同加固相关专家对加固措施进行了多次论证，最终选定了箱体包裹式加固方案。圆管柱加固采用了箱型加固方法，因原先圆管柱锈蚀严重，不能满足荷载要求，针对圆管柱的加固，粘钢方案可行性不佳。根据分析，本次加固采用了2个“C”型折边型材，包裹原先圆管柱，使原先圆管柱变为矩形箱型柱，型材上下口节点与钢梁、基础牢固连接，大大提高了钢柱的强度。

5 厂房整体的矫正

面对如此大面积加固工程，原结构经过大量的改造，房屋整体变形非常大，加之原先不规则沉降，为保证结构达到设计以及相关规范要求，需要逐步矫正已经变形的结构主体。据现场实测数据，局部水平位移达到300mm以上，横向钢梁的弯曲更是严重。在经过加固处理后首先进行矫正的是支撑系统，通过大量的支撑系统使主体结构在横向和竖向均达到设计要求，钢柱是钢梁的基础，钢柱间的支撑和系杆经过特殊处理后，在现场灵活调节，使钢柱的矫正得到保证。钢梁的矫正方法较钢柱而言更为复杂，在钢梁要求部位开孔，开孔后布置水平支撑，水平支撑的布置密度远大于一般厂房结构。在中脊和变形最大处设计双系杆，设置双系杆的目的是保证结构整体刚度，同时让开节点加固位置。

6 新旧厂房搭接处理

在一号厂房西侧，原先4跨厂房结构破损严重，不能满足结构需要，需拆除重建。原先厂房和新建厂房搭接是非常关键的步骤，搭接不好会严重影响整体建筑的美观和协调，甚至造成使用功能的缺陷。旧厂房拆除后新基础要保证与相邻厂房基础标高相接近，在新基础放置预埋件时特意留长预埋件的调节空间，这样就能加大新结构厂房标高的调节幅度，保证与旧厂房标高保持一致。旧结构的不规则变形对新、旧结构搭接产生了很大的麻烦，首先要解决的是对旧结构进行矫正处理，矫正后在新旧结构之间设置支撑系统以及系杆等。

7 结语

扬州废弃垃圾场的改造项目中，钢结构建筑在其中发挥了举足轻重的作用，为项目的圆满完成做出了巨大的贡献，也是相关类似工程的典范。为将来类似项目的改造奠定了强大的技术基础。总结此项目，钢结构施工过程中攻克了很多技术难关，积累了丰富的经验。技术在于创新，钢结构也秉承创新意识逐步迈向更高精尖的方向，开创美好未来。

【1】程晓东.城市废弃垃圾场生态恢复技术研究[D].保定：华北电力大学（河北），2009.

【2】朱能武编著.固体废物处理与利用[M].北京：北京大学出版社，2006.

【3】杨慧芬编.固体废物处理技术及工程应用[M].北京：机械工业出版社，2003.

【4】程江敏,程波,邱鹤,等.钢结构加固方法研究进展[J].钢结构.2012 (11):9-15.

TheApplicationofSteelStructure ReinforcementinRenovationofYangzhouWasteDumps

JI Xue-jun,ZHANG Lin-long
(JiangsuYangzhouConstructionGroupCo.Ltd.,Yangzhou 225009,China)

Aimed at waste dumps,thispapersummarizesthe demolition ofabandoned partsin old factories,analyzesthe application ofsteel structurereinforcementinrenovationofYangzhouwastedumps,andachievesusefulinspirationfortheregenerationofwastedampsinYangzhou andeveninChina.

steelstructure;dumprenovation;ecologicalrestoration

TM746.3

B

1007-9467（2016）10-0027-03

2016-07-20

季学军（1967～），男，江苏扬州人，高级工程师，从事建筑工程施工技术研究。