某原煤上倉棧橋鋼網架結構塌落事故分析

陳華 郭純

(1.兗礦集團公司基本建設管理部，山東鄒城 273500;2.兗礦集團公司質量監督站，山東鄒城 273500)

1 工程概況

某原煤上倉帶式輸送棧橋由鋼筋混凝土排架、高強螺栓球網架結構、鋼筋混凝土樓板、塑鋼窗、彩板圍護結構組成，見圖1。網架總長度107.5 m，跨度24.39m，寬3m，傾角17°。該工程2005 年12月開工，2006年9月竣工。2008年10月，原煤上倉帶式輸送棧橋⑨軸～⑩軸間鋼網架棧橋突然塌落，未造成人員傷亡，直接經濟損失140萬元。

2 事故的原因分析

1)高強螺栓斷裂是造成網架塌落的直接原因。現場勘察取證發現:包括M39的高強螺栓在內的少數高強螺栓橫斷面銹蝕嚴重，在網架塌落前已完全斷裂(如圖2所示)。部分高強螺栓不同程度存在裂縫，其裂縫銹蝕面積占橫斷面的1/5～3/5不等。螺栓球和桿件等其他構件保持完整。因為高強螺栓斷裂和裂縫，鋼網架結構被破壞，承載力下降導致整垮鋼網架塌落。

圖1 原煤上倉帶式輸送棧橋圖

圖2 高強螺栓圖

建設單位未把好原材進場的第一關，致使部分螺栓無生產廠家出具的質量合格證文件，屬于不能判定合格的高強螺栓，這種情況下依然用在工程上。

2)鋼網架設計安全儲備偏小是事故的重要原因。

事故發生后，對鋼網架設計復驗和審查，發現個別桿件的應力值(213 kN)接近設計最大允許值(215 kN)，整體設計過于經濟，安全儲備偏小;建設單位和施工單位在對該工程其他未垮塌的兩跨鋼網架進行檢查，發現網架有傾斜變形現象，并且桿件的套筒與螺栓球間出現了不同程度的裂縫，網架的安全可靠性已經嚴重不足。

3)建設、設計、施工、監理等單位職責不到位是事故發生的重要原因。

a.建設單位在展開施工前，應會同監理單位組織設計、施工單位進行設計交底及圖紙會審，充分討論施工的難點和關鍵點，以及應采取的應對措施。但在施工中建設單位未嚴格按照要求對圖紙進行會審和設計交底工作，并且圖紙會審記錄填寫不規范，內容也不完整。

b.經核查施工技術資料，施工單位違反規定將不合格的高強螺栓用于工程;螺栓球與套筒、椎板之間未按施工圖要求用油膩子封堵;并未按國家強制性條文要求對網架結構撓度值進行實測檢查并記錄;施工的鋼筋混凝土槽形板斷面尺寸和樓面水泥砂漿面層均超出施工偏差，增加了鋼網架的靜荷載。以上均是施工單位未嚴格按施工圖紙和操作規程進行施工，而且違反強制性條文，嚴重影響工程質量。

c.監理單位應對擬進場工程材料、構配件和設備的工程材料/構配件/設備報審表及其質量證明資料進行審核，并對進場實物按照委托合同約定或有關質量管理規定的比例采用平行檢驗或見證取樣方式進行抽檢。

對未經監理驗收或驗收不合格的工程材料、構配件、設備拒簽，并應簽發監理工程師通知單，書面通知承包單位限期將不合格的工程材料、構配件、設備撤出現場。

監理單位應對關鍵部位或關鍵工序施工過程進行現場監督。本工程中監理單位未履行旁站監理，對不良質量行為未能及時糾正，很顯然，監理單位未履行應該履行的職責。

d.設計單位違法分包，對網架的荷載安全系數考慮偏小。

e.建設單位在生產的過程中皮帶輸送機周圍有比較嚴重的堆煤現象，并且在使用的過程中隨意用水沖刷皮帶廊中的煤泥，增加了鋼網架的荷載和使鋼網架長期處于潮濕狀態，屬于使用不當。

3 鋼網架施工應采取的措施

1)鋼網架在安裝時，對臨時支點的設置應認真對待。應在安裝前，安排好支點和支點標高，臨時支點既要使網架受力均勻，桿件受力一致，還應注意臨時支點的基礎(腳手架)的穩定性，一定要注意防止支點下沉。

2)臨時支點的支承物最好能采用千斤頂，這樣可以在安裝過程中逐步調整。注意臨時支點的調整不應該是某個點的調整，還要考慮到四周網架受力的均勻，有時這種局部調整會使個別桿件變形、彎曲。

3)臨時支點拆卸時應注意同組支點應同步下降，在下降過程中，下降的幅度不要過大，應該是逐步分區分階段按比例的下降，或者用每步不大于100 mm的等步下降法拆除支撐點。

4)安裝完畢，在擰緊螺栓后，應將多余的螺孔封口，并應用油膩子將所有接縫處填嵌嚴密，補刷防腐漆兩道。

5)網架安裝及屋面工程完成后應測量網架下弦中央點的撓度值，所測撓度的平均值，不應大于設計值的15%，實測的撓度曲線應存檔。

6)網架在使用過程中嚴禁增加荷載。

4 幾點體會

1)“百年大計，質量第一”，參加建設的各責任主體都必須從各自的角度對工程質量引起高度重視。要想提高工程的施工質量和效果，除需施工單位在施工中注意上述事項外，還要加強專業施工隊伍的資質管理，提高施工人員的技術水平，健全和完善質量保證體系及工序檢查制度，制定科學可行的施工措施，所謂“一工程一措施”，方能確保工程質量。并充分發揮業主、監理、政府監督機構的質量管理職能和責任。

2)把好原材料進場第一關，高強螺栓網架施工材料進廠驗收是確保工程質量的關鍵。對所有進場的材料均要求進行檢驗和試驗，材料合格后方準在工程中使用，不合格的材料督促立即退場。本工程就是因為使用了不合格的高強螺栓才造成了網架塌落事故。

3)施工中質量控制重點為網架的安裝質量。網架安裝桿件同螺栓球的連接主要是通過高強度螺栓，要保證高強螺栓絲扣擰緊適度，確保網架在同一水平面環形閉合。網架在拼裝的過程中應隨時檢查基準軸線、標高以及垂直偏差，有問題的應及時糾正。

4)網架結構所用鋼管及球件除銹、刷漆對工程耐久性十分重要。除銹后，應經檢驗人員檢查合格方可涂刷底漆。管件出廠前應完成二度底漆，一度面漆，現場安裝完成最后一度面漆。焊縫應在清除焊渣后涂刷防銹漆。

［1］ JGJ 7-1991，鋼網架結構設計與施工規程［S］.

［2］ CECS 24∶90，鋼結構防火涂料應用技術規范［S］.

［3］ JGJ 82-91，鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規程［S］.

［4］ GB 205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范［S］.