南鋼某渣處理廠房吊車梁安全性分析及整治

□王 進

吊車梁是鋼鐵企業(yè)工業(yè)廠房的重要組成部分之一，若吊車梁出現(xiàn)問題，吊車將無法運行，更有甚者會造成突發(fā)事故，輕者影響生產(chǎn)，重者危及財產(chǎn)和生命安全。究其原因主要有:設(shè)計缺陷、施工把關(guān)不嚴(yán)、材料性能不穩(wěn)定、使用不當(dāng)、周圍環(huán)境惡化等，使其在設(shè)計使用年限內(nèi)不能完成預(yù)定的功能目標(biāo)。

一、工程概況

南鋼第二煉鐵廠沖渣池系統(tǒng)于2013 年5 月吊車安裝完畢，2014 年1 月投產(chǎn)。渣處理廠房為露天棧橋，露天棧橋平面圖如圖1 所示，長119m，單跨跨度27.5m，柱距6m，內(nèi)設(shè)有3 臺16t A7 抓斗橋式起重機(s=27.5m)，軌面標(biāo)高為15.5m。廠房中間設(shè)一伸縮縫，各設(shè)一道柱間支撐。廠房A 軸線3～18 軸線柱基礎(chǔ)與底濾池成整板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底標(biāo)高－4.800m，基礎(chǔ)坐落在1－C，2－B(fak ＞140kpa)土層上，基礎(chǔ)底板厚度800mm;其余廠房柱基礎(chǔ)采用樁基(直徑800)承臺，承臺底/面標(biāo)高－2.000/－1.000，樁基進入中風(fēng)化巖層不小于2m，有效樁長＞6m，孔底沉渣厚度＜100mm;廠房柱采用鋼筋混凝土柱500 ×1500，吊車梁為6m 鋼筋混凝土吊車梁DLZ－8 改(梁高為1300)(混凝土強度等級為C45)，走道板為600 寬鋼筋混凝土走道板，鋼軌QU80，軌道聯(lián)結(jié)采用04G325 中DGL－19(實際為焊接型軌道聯(lián)結(jié))。

該工程投產(chǎn)后出現(xiàn)混凝土破損，柱子變形，吊車軌道斷裂等問題，為保證渣處理廠房的結(jié)構(gòu)安全性，本文在現(xiàn)場檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上進行了安全隱患分析并提出相關(guān)處理措施，以保證結(jié)構(gòu)在安全的基礎(chǔ)上，吊車梁可以正常工作。

二、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢測

(一)結(jié)構(gòu)普查。通過普查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)以下問題:一是混凝土柱蜂窩、麻面，柱混凝土缺失，鋼筋裸露銹蝕，吊車梁開孔位置混凝土破損，柱梁、交界處柱混凝土破損;二是吊車梁鐵軌斷裂，吊車梁軌道螺栓缺失;三是走道板裂縫，吊車梁發(fā)現(xiàn)斜裂縫;四是行車在運行過程中，吊車梁抖動，行車啃軌嚴(yán)重;五是吊車梁與棧橋上柱間沒有后澆細石混凝土，吊車梁與柱連接處局部有松動，預(yù)埋板有拉脫現(xiàn)象，部分連接板焊縫脫落;部分軌道間焊接連接脫開，現(xiàn)場改為夾板式連接，縫隙較大。

(二)平面尺寸檢測。該工程長設(shè)計長度為119m，設(shè)計跨度為27.5m，現(xiàn)場采用激光測距儀對其平面尺寸進行檢測，檢測結(jié)果滿足規(guī)范限值要求。

(三)混凝土抗壓強度檢測。對露天棧橋柱結(jié)合取芯修正的方法對該44 根露天棧橋柱進行混凝土強度檢測，受現(xiàn)場條件所限，采用回彈法對吊車梁進行混凝土強度檢測，均滿足設(shè)計要求。

(四)混凝土構(gòu)件截面尺寸及鋼筋配置檢測。采用鋼筋探測儀對44 根露天棧橋柱及部分吊車梁進行混凝土構(gòu)件截面尺寸及鋼筋配置檢測，所測構(gòu)件截面尺寸及鋼筋配置均與設(shè)計相符。

(五)混凝土柱傾斜檢測。根據(jù)工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB50144－2008，采用全站儀對44 根露天棧橋柱進行傾斜檢測，經(jīng)檢測，有14 根柱子的傾斜值超出規(guī)范限值。

(六)混凝土柱高程檢測。根據(jù)建筑變形測量規(guī)范JGJ8－2007，對44 根露天棧橋柱進行柱頂高程檢測，通過設(shè)計高程與所測高程的對比，通過沉降量推算沉降速率，有4 根柱子的沉降速率超出規(guī)范限值。

三、安全隱患原因分析

作用在露天棧橋上的荷載(或作用)有:一是吊車豎向荷載和橫向剎車力、縱向剎車力;二是風(fēng)荷載、雪荷載;三是地震作用;四是走道板上活荷載。

混凝土吊車梁在荷載作用下，跨中會產(chǎn)生豎向位移和橫向位移，荷載通過吊車梁傳遞到吊車梁支座處，吊車梁與柱連接件和預(yù)埋件均間接受力。

(一)渣處理廠房混凝土吊車梁與柱連接不好。吊車梁與棧橋上柱間連接板較小，直接與預(yù)埋板焊接，長期在動荷載作用下產(chǎn)生疲勞破壞。一旦吊車梁與棧橋上柱間連接板出現(xiàn)破壞，使得橫向剎車力不能通過連接板傳遞到棧橋上柱，全部荷載都由吊車梁支座處預(yù)埋板承受，吊車梁彎扭更嚴(yán)重，對支座處混凝土和預(yù)埋板要求就更高，滿足不了混凝土就會酥松，角鋼預(yù)埋件與錨筋有拉脫可能。

(二)導(dǎo)致軌道啃軌現(xiàn)象發(fā)生的原因。吊車梁中心線與軌道中心線偏差可能超出規(guī)范要求，橋式起重機剛度不夠大，AB軸線軌道面標(biāo)高有高差。

(三)部分軌道間焊接連接脫開。主要是軌道焊接質(zhì)量不好、軌道面不平整原因造成。

(四)柱子垂直度不滿足規(guī)范要求的原因有。現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱施工有誤差會造成柱垂直度不滿足規(guī)范要求;一柱兩樁基出現(xiàn)沉降差，由于本項目設(shè)計要求工程樁基進入中風(fēng)化巖層不小于2m，底沉渣厚度＜100mm，而施工時達到這個標(biāo)準(zhǔn)就可以滿足要求，無論入巖樁底沉渣厚度是30mm 或者100mm，這就會造成一柱兩樁出現(xiàn)沉降差;周邊荷載的影響等。經(jīng)測算一柱兩樁基沉降差10mm 時，柱垂直度偏差71mm，筆者認為廠房柱傾斜與底沉渣厚度不同有關(guān)。

(五)同一廠房柱基礎(chǔ)采用不同基礎(chǔ)型式。不同的地基持力層，不滿足抗震規(guī)范要求第3.3.4 條，會出現(xiàn)樁基與整板基礎(chǔ)出現(xiàn)沉降差，導(dǎo)致柱、吊車梁面有高差。

四、防治安全隱患的方案

通過以上原因分析，筆者提出以下防治方案:

(一)方案一:現(xiàn)有混凝土吊車梁形式不變。一是檢查吊車梁中心線與軌道中心線是否重合，誤差是否滿足規(guī)范要求。檢查AB 柱列軌道面高差是否滿足規(guī)范要求;二是重新檢查各柱中心線處柱子垂直度，誤差是否滿足規(guī)范要求;三是檢查柱、吊車梁的預(yù)埋件是否松動，吊車梁與柱連接焊接是否焊牢;四是將上柱及吊車梁底標(biāo)高以下500 范圍內(nèi)柱用角鋼加固，加強約束吊車梁與柱連接;五是將吊車梁與棧橋上柱間混凝土面鑿毛，后用高強無收縮澆注料澆注搗實;六是對鋼件如欄桿、預(yù)埋件等進行防腐處理;七是調(diào)整吊車梁中心線與軌道中心線盡可能重合，軌道間隙過大要補焊;八是對有缺陷的鋼筋混凝土構(gòu)件進行修補。貫通裂縫的走道板應(yīng)更換;九是A 軸線柱間支撐被切斷的鄰柱列增加一道柱間支撐;十是從現(xiàn)場看，柱子傾斜因施工質(zhì)量引起的，待觀測一段時間后再確定是否對柱、基礎(chǔ)加固。

(二)方案二:改用鋼吊車梁形式。一是重新檢查各柱中心線處的垂直度，誤差是否滿足規(guī)范要求;二是拆除原有混凝土吊車梁及混凝土走道板，改用鋼吊車梁、鋼走道板、鋼邊梁;三是將上柱用角鋼加固，加強約束吊車梁與柱連接;四十制作安裝好吊車梁及制動板、邊梁、軌道及欄桿;五是A 軸線柱間支撐被切斷的鄰柱列增加一道柱間支撐;六是利用生產(chǎn)間歇時間對柱鋼板加固施工，吊車梁、走道板、邊梁均為工廠制作;七是行車滑觸線換新安裝。

無論采用何種加固方案，須對現(xiàn)在的廠房應(yīng)急處理:檢查并加固柱與吊車梁的預(yù)埋連接是否可靠，有貫通裂縫走道板更換，調(diào)整一下軌道平整度、中心線以及軌道連接件連接。

五、結(jié)語

本文依據(jù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測的結(jié)果，結(jié)合項目的實際情況，分析了影響結(jié)構(gòu)安全性的原因并提出消除安全隱患的處理建議，得出以下建議供設(shè)計人員參考:一是露天棧橋柱基礎(chǔ)采用同一類型基礎(chǔ)，如采用入巖樁基，樁基沉渣厚度要求不小于50mm;二是渣處理廠房柱基礎(chǔ)與水池基礎(chǔ)脫開，以免相互影響;三是建議渣處理廠房柱采用鋼筋混凝土柱，吊車梁采用鋼吊車梁及其制動板體系，保證吊車橫向剎車力能有效傳遞到柱上，以便于維修調(diào)整。施工時保證柱垂直度、吊車梁與柱連接(支座板、連接板)、吊車梁與制動板連接。

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