某煉鋼廠廠房結(jié)構(gòu)可靠性鑒定與加固

朱帥帥

摘要：根據(jù)檢測和計(jì)算結(jié)果，對某煉鋼廠廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性鑒定。并根據(jù)分析與評定結(jié)果，結(jié)合工程實(shí)際情況，對可靠性不滿足國家現(xiàn)行規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件提出合理可行的加固處理方案。

關(guān)鍵詞：廠房結(jié)構(gòu);檢測鑒定;原因分析;加固

引言

某煉鋼廠廠房結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)或施工錯誤，材料不符合要求，使用功能改變、溫差過大，遭受災(zāi)害損害以及耐久性等原因，會出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)規(guī)范允許的結(jié)構(gòu)裂縫，造成承載能力不足，不能滿足安全性、適用性、耐久性的要求，所以廠房結(jié)構(gòu)在使用過程中應(yīng)實(shí)施定期嚴(yán)格的檢測監(jiān)護(hù)，并針對使用過程中出現(xiàn)的原有隱患明顯惡化或缺陷顯著發(fā)展等危及廠房安全正常使用問題，及時(shí)制定相應(yīng)的應(yīng)急處理方案（或局部臨時(shí)加固方案），以確保廠房、設(shè)備和工作人員的安全。

1 工程概況

某煉鋼廠煉鋼主廠房原料跨戊己列（1）～（6）軸線范圍為單層單跨鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，其中戊列部分上柱為鋼結(jié)構(gòu)，（7）～（8）軸線范圍為單層三跨鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu);內(nèi)部平臺標(biāo)高在9.000m以上為鋼框架結(jié)構(gòu)，標(biāo)高在9.000m以下為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);設(shè)有7臺A7級工作制橋式軟鉤吊車，額定起重量均為200t。目前，廠房結(jié)構(gòu)按7度進(jìn)行抗震設(shè)防，場地土按Ⅱ類考慮。

2 廠房結(jié)構(gòu)目前存在的主要問題

部分排架柱上、下柱平面內(nèi)靜態(tài)變形量已超過國家現(xiàn)行規(guī)范[1-2]所規(guī)定的允許值，平面內(nèi)傾斜處于不穩(wěn)定狀態(tài)，排架柱基礎(chǔ)的沉降處于不穩(wěn)定狀態(tài);軌道平行度不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求;吊車梁上翼緣與腹板連接焊縫出現(xiàn)裂縫，吊車梁腹板上部加勁肋切角處出現(xiàn)縱向裂紋，吊車梁上翼緣與橫向加勁肋連接焊縫出現(xiàn)裂縫，制動板板間連接焊縫發(fā)生開裂，排架柱肩梁蓋板與下柱連接焊縫出現(xiàn)開裂;吊車梁下翼緣與柱肩梁之間的連接螺栓出現(xiàn)松動、缺失現(xiàn)象;個別固定吊車軌道的壓板設(shè)置不合理（寬度偏小、開槽），加之部分固定吊車軌道的螺栓存在松動、缺失現(xiàn)象;吊車軌道連接處出現(xiàn)“啃軌”現(xiàn)象;吊車梁下翼緣與輔助橫架下弦之間所設(shè)置的水平支撐部分?jǐn)嗔鸦蛉藶閾p壞。

細(xì)觀裂縫一旦擴(kuò)展至表面成為宏觀裂縫，焊縫中的殘余應(yīng)力將失去作用，此時(shí)裂縫尖端的應(yīng)力集中更加嚴(yán)重，吊車的循環(huán)作用將導(dǎo)致裂縫繼續(xù)發(fā)展。為消除裂縫尖端的應(yīng)力集中效應(yīng)，應(yīng)采用鉆止裂孔方案對其進(jìn)行加固處理。現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，非鉆孔施工致使止裂孔內(nèi)壁不夠光滑，難以達(dá)到預(yù)期加固效果，同時(shí)進(jìn)一步對吊車梁腹板進(jìn)行了削弱。

部分加固構(gòu)件與被加固構(gòu)件間的焊縫表面存在焊瘤、氣孔、夾渣等缺陷，不符合《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對二級焊縫的要求;施焊前，未對被加固構(gòu)件表面進(jìn)行除銹;個別新增短肋板與吊車梁腹板間的焊接與提供的加固方案不吻合。

3 原因分析

排架柱平面內(nèi)傾斜處于不穩(wěn)定狀態(tài)很大程度上是由于測試時(shí)吊車是否滿載以及所處的工作位置，加之人為測試誤差所致。至于是否存在排架柱及其地基基礎(chǔ)自身缺陷原因而導(dǎo)致的平面內(nèi)傾斜不穩(wěn)定發(fā)展，待后續(xù)的測試分析進(jìn)行確認(rèn)。至于出現(xiàn)“啃軌”現(xiàn)象，很大程度上是由于軌道軌距偏差較大及其連接處自身缺陷所致，建議根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整軌距并改善連接。

吊車梁的實(shí)際工作狀況與計(jì)算假定往往不一致。吊車梁并非是一單獨(dú)構(gòu)件，它與制動結(jié)構(gòu)、輔助桁架、水平和垂直支撐共同構(gòu)成一個空間結(jié)構(gòu)，吊車梁雖然是按簡支梁設(shè)計(jì)的，但是相鄰吊車梁之間往往在支座處通過螺栓相連，使吊車梁端部承受一定的負(fù)彎矩，同時(shí)連續(xù)的軌道也會承受一定的負(fù)彎矩，這些彎矩往往會造成吊車梁端部的連接螺栓、軌道以及軌道的固定螺栓破損。同時(shí)，吊車的實(shí)際荷載常超過計(jì)算取值。由于軌道不平或吊車橋架偏差等原因，吊車輪壓往往不等，個別輪壓有時(shí)可達(dá)計(jì)算取值的1.3倍以上，輪壓的動力系數(shù)也常超過設(shè)計(jì)取用的動力系數(shù)。另外，由于吊車輪水平偏斜、軌距變化和地基沉降、柱傾斜等原因，吊車的橫向水平荷載也大于設(shè)計(jì)取值[3]。

4 加固處理方案與建議

雖然部分排架柱上柱、下柱的平面內(nèi)靜態(tài)變形（傾斜）超出國家規(guī)范要求，被評為c級，但考慮到其很大程度上屬于廠房建設(shè)時(shí)的施工誤差較大所致，故暫可不進(jìn)行糾偏處理，建議繼續(xù)進(jìn)行定期監(jiān)護(hù)措施觀察其變形（傾斜）發(fā)展情況。若變形（傾斜）不再發(fā)展，則可不予處理即可保證結(jié)構(gòu)安全正常使用;若變形（傾斜）顯著發(fā)展，則應(yīng)進(jìn)行糾偏處理。

依據(jù)檢測結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，調(diào)整原料跨軸線處兩列軌道之間的軌距超出國家規(guī)范的部分，并改善吊車軌道的連接，以避免或緩解吊車大車的啃軌（甚至卡軌）現(xiàn)象，確保吊車安全正常運(yùn)行。

采用鉆止裂孔、（剔出后）重焊開裂的焊縫并增設(shè)小肋板方案，對吊車梁上翼緣與腹板連接焊縫的裂縫進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)缺加固處理。

采用鉆止裂孔、貼焊鋼板并增設(shè)小肋板方案，對吊車梁腹板上部（加勁肋切角處）的縱向裂紋進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)缺加固處理。

采用對稱貼焊等肢角鋼方案，對吊車梁上翼緣與橫向加勁肋連接焊縫的裂縫進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)缺加固處理。

雖然制動板板間連接焊縫發(fā)生開裂，但考慮到其主要用來承受橫向水平荷載，可不予處理即可保證結(jié)構(gòu)安全正常使用。

采用鉆止裂孔、（剔出后）重焊開裂的焊縫并增設(shè)斜板方案，對排架柱肩梁的焊接裂縫進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)缺加固處理。

修復(fù)吊車梁下翼緣與柱肩梁之間松動、缺失的連接螺栓;更換吊車梁端橫肋之間已銹蝕、松動及缺失的防松螺栓;檢查修復(fù)松動、損壞的固定吊車軌道的螺栓和壓板，以消除吊車軌道的滑動現(xiàn)象。

更換吊車梁下翼緣與輔助橫架下弦之間斷裂或人為損壞的水平支撐。

另外，積極關(guān)注本地區(qū)的地震信息，若有震情尤其是破壞性地震預(yù)報(bào)，應(yīng)采取停產(chǎn)、及時(shí)疏散工作人員等應(yīng)急措施。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8-2007）[S]. 中國計(jì)劃出版社.

[2]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）[S].中國建筑工業(yè)出版社.

[3]《建筑物可靠性鑒定和加固》[M].姚繼濤，馬永欣等;科學(xué)出版社.

（中冶華天南京工程技術(shù)有限公司?安徽?馬鞍山?243000）