高速公路鋼結構紀念碑既有結構檢測鑒定分析

段 振 凱

(山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012)

高速公路鋼結構紀念碑既有結構檢測鑒定分析

段 振 凱

(山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012)

以大運高速公路雁門關紀念碑為例，根據該紀念碑的形式，利用全站儀、超聲波測厚儀、高精度涂層測厚儀等常用檢測儀器，對該結構強度、耐久性進行檢測鑒定，為類似的鋼結構紀念碑鑒定分析提供參考。

鋼結構紀念碑，檢測鑒定，強度

0 引言

隨著人類社會的發展，紀念碑作為一種文化的象征，承載著特定時期的民族文化。建國后隨著我國基礎建設的大力發展，很多形式各樣的紀念碑如雨后春筍般涌現，隨之而來很多早期建成的紀念碑由于長時間的風吹日曬，很多地方已經出現破損，因此對紀念碑既有結構進行檢測鑒定分析顯得尤為必要。

1 工程概況

大運高速公路雁門關紀念碑建成于2003年9月，位于忻州高速公路新原段雁門關隧道南段。紀念碑碑高36.4 m，底寬13.14 m，頂寬6.73 m，基座為3 m高鋼筋混凝土結構，主體結構采用鋼結構，外貼不銹鋼面板。目前該紀念碑主體鋼結構銹蝕嚴重，部分外貼不銹鋼面板接縫處膠體老化，部分不銹鋼面板脫落，且該結構基座西南角局部區域存在不均勻沉降現象。該紀念碑現狀見圖1,立面布置圖見圖2。

2 主體結構現場檢測結果

2.1 相對沉降變形觀測

采用R-422NM全站儀對該結構東、南、西、北四面基座相對沉降進行了觀測。觀測結果見圖3～圖6，圖中整數數據為各測點之間的相對高差，單位為mm，小數數據為各測點與全站儀視準線之間的相對高程，其單位為m。

依據GB 50007—2011建筑地基基礎設計規范表5.3.4關于當20 m

2.2 基座現狀調查與評價

經現場檢測，該結構基座頂面局部存在下沉現象，地磚存在破損現象，典型損傷見圖7。

2.3 漆膜涂層檢測

該紀念碑頂端不銹鋼掛板脫落，導致該結構內部鋼結構桿件全部銹蝕，且頂端部分的桿件銹蝕較嚴重，會明顯的降低結構的承載能力以及穩定性。典型銹蝕構件見圖8，圖9。

2.4 結構外觀質量及損傷檢測

現場采用拍照、繪圖記錄、文字描述等方式對該結構外觀質量進行檢測。經現場檢測，該結構頂端部分外貼不銹鋼面板接縫處膠體老化，頂端部分面板存在脫落現象等情況。典型損傷見圖10，圖11。

3 整體結構校核計算分析及安全性鑒定

采用MIDAS Gen結構設計軟件對該鋼結構建模并進行承載能力驗算分析。剛架的結構計算模型見圖12。模型中結構自重由軟件自動計算，荷載及計算參數依據現場檢測結果及GB 50009—2012建筑結構荷載規范、GB 50017—2003鋼結構設計規范選取，詳細參數見表1。

表1 荷載及結構設計參數選取

參數名稱選取參數參數名稱選取參數抗震設防類型一般設防類(丙類)基本設防烈度8度設計基本地震加速度0.20g建筑場地類別Ⅱ類屋面活載0.5kN/m2基本風壓0.5kN/m2

考慮到桿件銹蝕導致的桿件截面削弱情況，在鋼結構桿件應力計算過程中，進行了適當的減小截面，桿件強度驗算應力比見圖13。該結構桿件的強度驗算應力比(軸向應力比)均小于1，且根據計算結果，桿件的長細比、彎曲應力比及整體穩定性基本滿足規范要求。

據上述驗算結果，依據GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準第4.3.2條的有關規定，對網架構件的承載能力等級進行鑒定評級，詳細結果見表2。

根據鋼結構承載力驗算結果可知，在該結構現狀銹蝕的情況下，雖然桿件的承載力基本滿足承載力要求，但目前鋼結構內部桿件銹蝕較嚴重，現有鋼結構已存在安全隱患。因此依據GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準第6.3.2條的有關規定，該鋼結構的安全性等級應評為Bu級。

表2 網架構件的安全性等級評定結果

4 檢測鑒定結論及建議

依據對大運高速公路雁門關紀念碑現有結構的現場檢測結果、計算分析及鑒定情況，做出如下結論。

4.1 鑒定結論

大運高速公路雁門關紀念碑現有結構的靜力安全性等級，依據GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準第3.3條及GB 50144—2008工業建筑可靠性鑒定標準表3.2.8的規定，該建筑主體結構靜力安全性等級綜合評定為Bsu級，即目前大運高速公路雁門關紀念碑既有結構的安全性能基本滿足國家現行規范要求，但鋼結構構件銹蝕嚴重，為了確保結構正常安全使用，建議盡快采取可靠措施進行修復。

4.2 處理建議

1)由于該紀念碑頂端不銹鋼掛板脫落，導致該結構內部鋼結構桿件全部銹蝕，且頂端部分的桿件銹蝕較嚴重，隨著防腐涂層的老化、損傷，結構構件不可避免的發生銹蝕，會明顯的降低結構的承載能力以及穩定性，銹蝕嚴重的桿件會引起局部破壞甚至導致整體倒塌。為避免對結構產生更嚴重的影響，建議立即對桿件進行除銹和防銹處理，銹蝕嚴重的構件應進行更換。

2)該結構部分外貼不銹鋼面板接縫處膠體老化，建議對膠體老化部位進行修復。

3)該結構頂端部分不銹鋼面板焊點脫開，部分外貼不銹鋼面板已松動，且部分不銹鋼面板已脫落，考慮該紀念碑所處地理環境的特殊性，刮風較大，建議立即采取有效措施進行加固修復。

4)該結構構件連接焊縫未發現開裂現象，但出現銹蝕現象，建議采取有效措施進行除銹、防銹處理。

[1] GB/T 50344—2004,建筑結構檢測技術標準[S].

[2] GB/T 50621—2010,鋼結構現場檢測技術標準[S].

[3] JGJ 81—2002,建筑鋼結構焊接技術規程[S].

[4] GB 50205—2001,鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[5] GB 50009—2012，建筑結構荷載規范[S].

[6] GB 50017—2003,鋼結構設計規范[S].

[7] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規范[S].

[8] JGJ 8—2007,建筑變形測量規范[S].

[9] GB/T 8162—2008，結構用無縫鋼管[S].

Investigationandanalysisofexistingstructuresofsteelstructuresinexpressway

DuanZhenkai

(TheCommunicationsPlanningSurveyingandDesigningInstituteofShanxiProvince,Taiyuan030012,China)

The Da-Yun expressway Yanmenguan monument as an example, according to the form of monument, with total station instrument, ultrasonic thickness, high precision coating thickness tester used for testing instruments, detection and identification of the structural strength, durability, and provide a reference for the identification of similar analysis of steel structure monument.

steel structure monument, detection identification, strength

TU391

：A

1009-6825(2017)24-0050-03

2017-06-11

段振凱(1989- )，男，助理工程師