體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)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(jié)構(gòu)最大出挑長度11.85m。在使用中發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)有強(qiáng)風(fēng)時(shí)，看臺(tái)膜結(jié)構(gòu)上下振幅和主立柱變形很大，柱腳螺栓松動(dòng)，已影響安全使用。經(jīng)鑒定，現(xiàn)場(chǎng)主要存在問題如下：多數(shù)節(jié)點(diǎn)焊接出現(xiàn)銹蝕，部分桿件出現(xiàn)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(dòng)，主立柱傾斜；主立柱根部墻體開裂。初步原因分析是該膜結(jié)構(gòu)出挑較大，位于空曠區(qū)，遇強(qiáng)風(fēng)時(shí)結(jié)構(gòu)本身變形較大；⑧軸及⑩軸桁架處沒有鋼管主立柱，當(dāng)強(qiáng)風(fēng)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大扭曲變形，對(duì)相鄰柱產(chǎn)生推力；因個(gè)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(diǎn)由于長期大風(fēng)出現(xiàn)裂紋，漏水銹蝕出現(xiàn)斷裂。

1、加固方案選擇

本工程屬體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所，結(jié)構(gòu)安全尤為重要。依據(jù)鋼膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和看臺(tái)使用現(xiàn)狀，考慮原有建筑的美觀和結(jié)構(gòu)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(jìn)行加固設(shè)計(jì)，即在看臺(tái)西側(cè)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(chǔ)上。在膜結(jié)構(gòu)受迎面風(fēng)荷載作用下，東側(cè)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(jié)構(gòu)受背面風(fēng)荷載作用下，東側(cè)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(tái)處的鋼膜結(jié)構(gòu)因開間較大，原支撐桁架受力復(fù)雜，焊縫多處斷裂，故采用增加支點(diǎn)加固法進(jìn)行設(shè)計(jì)，即在原鋼膜桁架無柱處增設(shè)鋼柱，以減少原鋼膜桁架受荷面積，同時(shí)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(duì)該混凝土梁采用增大截面法進(jìn)行加固，以確保力的安全傳遞。對(duì)增加荷載的柱基礎(chǔ)也采用加大截面法進(jìn)行加固，確保傳力準(zhǔn)確可靠。同時(shí)為增大安全儲(chǔ)備，在看臺(tái)東側(cè)增加4根拉索和南北通長系桿，該拉索既可增加膜結(jié)構(gòu)的整體性，又可大大減少鋼膜結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形 。

2、加固設(shè)計(jì)

本工程所有鋼桁架加固方式基本一致，作用在鋼膜結(jié)構(gòu)的荷載主要來自于結(jié)構(gòu)本身的自重荷載及風(fēng)壓對(duì)鋼桁架產(chǎn)生的荷載。鋼膜結(jié)構(gòu)受風(fēng)荷載作用產(chǎn)生的風(fēng)壓分為正壓和負(fù)壓。當(dāng)單榀鋼膜結(jié)構(gòu)受負(fù)壓作用時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明FB桿為-98.8kN；受正壓作用時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明FB桿為+134.5kN。加固鋼柱選用H350×175，由壓桿穩(wěn)定公式計(jì)算，結(jié)果滿足要求。當(dāng)鋼柱為受壓時(shí)，XL5梁端的集中荷載有鋼柱FB的壓力98.8kN和原結(jié)構(gòu)傳至雨篷梁的自重荷載65kN，經(jīng)計(jì)算MA為107kN·m，選取616配筋，滿足要求。當(dāng)鋼柱為受拉時(shí)，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(chǔ)。依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范[2]，通過結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，對(duì)柱下條形基礎(chǔ)按原設(shè)計(jì)向外加長1m，條形基礎(chǔ)斷面及配筋不變。

3、加固施工

本工程加固施工內(nèi)容包括柱下條型基礎(chǔ)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(gòu)的安裝、油漆，以及原有結(jié)構(gòu)的焊縫檢查補(bǔ)焊、拉索斷裂的修復(fù)加固，原柱腳螺栓收緊、立柱糾偏修復(fù)和拉索施工等。施工中應(yīng)用了鋼筋植筋生根和鋼膜桁架頂升糾偏等技術(shù)。

3.1植筋施工

植筋施工工序?yàn)殂@孔→清孔→除銹→植筋→測(cè)試。根據(jù)所植鋼筋位置采用鉆孔機(jī)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(jī)進(jìn)行清孔。用膠槍將植筋膠由內(nèi)向外注入孔中，然后將除完銹的鋼筋植進(jìn)孔中，以膠滿出孔口為宜。最后會(huì)同相關(guān)單位，對(duì)植入的鋼筋采用拉拔試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。

4、頂升糾偏技術(shù)

由于原鋼結(jié)構(gòu)中主鋼柱的垂直度均超出規(guī)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(shí)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(guī)范要求。

5、結(jié)語

本文結(jié)合鋼膜結(jié)構(gòu)加固實(shí)例，探討鋼結(jié)構(gòu)加固條件、加固設(shè)計(jì)和新舊混凝土結(jié)構(gòu)連接，并依據(jù)設(shè)計(jì)方案和施工圖紙?zhí)岢黾庸淌┕すに囘^程。實(shí)際加固工程表明，這一設(shè)計(jì)思路具有安全保障和可操作性，投入使用以來結(jié)構(gòu)安全，效果良好。