某管廊檢測鑒定分析

文/劉國瑞 遼寧沈陽 110000

1、工程概況

本工程為米其林高性能子午線輪胎環(huán)保搬遷及擴產(chǎn)項目的管廊，該工程已于2012年施工完畢投入使用，由于項目擴產(chǎn)，需在管廊端部開門洞口。施工方割斷桁架斜腹桿，增加豎腹桿，隨著管道設備荷載的增加，管廊的最大撓度已達到150mm。管廊結(jié)構(gòu)的安全性將會大大降低并嚴重威脅下部交通干道的安全。

為防止事故的發(fā)生，施工方采取了緊急加固措施，即在不糾正管廊結(jié)構(gòu)撓度的狀況下，對鋼桁架增設臨時支撐。但是為了保證管廊后續(xù)施工安全和日后正常運營，必須掌握原管廊結(jié)構(gòu)的損傷情況以及設計和施工的不足、緊急加固后的管廊結(jié)構(gòu)安全性如何、需要進一步采取何種加固措施、如何恢復緊急加固前已發(fā)生的撓度等問題。

2、結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測

首先對管廊鋼桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行現(xiàn)場檢測，根據(jù)檢測結(jié)果和現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范，掌握管廊結(jié)構(gòu)設計和施工存在的問題，從而采取有效的加固措施。現(xiàn)場檢測的內(nèi)容有：（1）結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件尺寸校核、主要檢測結(jié)構(gòu)布置、測量構(gòu)件尺寸、測量鋼構(gòu)件表面涂層厚度；（2）節(jié)點連接檢查，主要檢查連接構(gòu)造情況，檢查焊縫連接、螺栓連接的現(xiàn)狀；（3）損傷情況檢查，主要檢查構(gòu)件是否有斷裂、變形等。

2.1 結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件尺寸的校核

現(xiàn)場對鋼結(jié)構(gòu)管廊桁架的結(jié)構(gòu)布置和截面尺寸進行檢測，檢測結(jié)果如下：

（1）結(jié)構(gòu)布置與原設計一致；

（2）本工程使用的構(gòu)件為角鋼（75mm ×5mm）、槽鋼（10a）、H型鋼（HW200×200），對其規(guī)格尺寸及允許偏差進行檢測。該建筑型鋼的規(guī)格尺寸及允許偏差滿足《熱軋H 型鋼和部分T 型鋼》GB/T11263-2017 及《熱軋型鋼》（GB/T 706-2016）中尺寸及允許偏差的要求；

（3）現(xiàn)場采用儀器量測鋼構(gòu)件的涂層厚度，發(fā)現(xiàn)涂層厚度相差較大；

（4）桁架X 形交叉腹桿在交點處截斷并通過連接板連接，按照《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017-2017）,壓桿和拉桿的長細比滿足規(guī)范要求。

2.2 結(jié)構(gòu)節(jié)點連接情況檢測

現(xiàn)場對鋼構(gòu)件連接節(jié)點進行檢查，檢查結(jié)果如下：

（1）桁架交叉腹桿與連接板的連接未完全按設計圖紙施工，設計圖紙采用焊縫連接和2M16 螺栓連接，而現(xiàn)場連接板只有焊縫連接。

（2）雙槽鋼格構(gòu)式斜腹桿與鋼梁的連接未完全按設計圖紙施工，設計圖紙采用焊縫連接和2M16 螺栓連接，而現(xiàn)場連接板只有焊縫連接。

（3）現(xiàn)場采用觀察檢查及使用放大鏡、焊縫量規(guī)和鋼尺檢查焊縫外觀質(zhì)量。焊縫外觀質(zhì)量抽檢結(jié)果符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中5.2.8 條及附錄A.0.1 的規(guī)定。

（4）現(xiàn)場采用觀察檢查焊縫感觀，焊縫外形均勻，成型較好，焊道平滑，焊縫感觀檢查結(jié)果符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中5.2.11條的規(guī)定。

（5）現(xiàn)場采用小錘敲擊檢查高強螺栓松動情況，高強度螺栓未松動，高強螺栓終擰扭矩檢測抽檢結(jié)果符合《鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》JGJ82-2011 中高強螺栓緊固的規(guī)定。

2.3 結(jié)構(gòu)損傷情況檢測

現(xiàn)場對鋼構(gòu)件損傷情況檢查，檢查結(jié)果如下：

（1）該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件完好，未發(fā)現(xiàn)桿件的扭曲變形，桿件垂直度抽檢結(jié)果符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的要求。

（2）支座處的桁架交叉腹桿已被施工單位切斷，建議原位恢復處理，或經(jīng)設計院復核采用其他加固處理措施。

（3）鋼結(jié)構(gòu)桁架中部最大變形量超過150mm，超過90mm，即規(guī)范最大允許變形量1/400（《鋼結(jié)構(gòu)設計標準（GB50017－2017）》附錄B.1）。

3、結(jié)構(gòu)計算分析

根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范、管廊實際檢測結(jié)果和甲方、設計院提供的資料，采用midas gen 結(jié)構(gòu)計算軟件對管廊桁架主體結(jié)構(gòu)原狀、現(xiàn)狀進行承載能力驗算，分析評價管廊桁架主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全狀況，從而提出結(jié)構(gòu)評估結(jié)論和處理意見。

通過采用midas Gen 計算復核，桁架各構(gòu)件滿足強度及穩(wěn)定性要求，跨中最大位移為30mm 左右。但是發(fā)現(xiàn)鋼桁架的自振頻率與人致振動頻率較接近，易發(fā)生共振現(xiàn)象。

4、加固處理措施

結(jié)構(gòu)檢測評估結(jié)果表面原管廊結(jié)構(gòu)在設計和施工方面存在著諸多不足，而結(jié)構(gòu)計算分析又是針對構(gòu)造合理、不存在缺陷損傷的理想結(jié)構(gòu)情況下進行的，因此需要對此管廊結(jié)構(gòu)進行加固處理，確保結(jié)構(gòu)安全。

由于檢測發(fā)現(xiàn)該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件完好，桿件的沒有扭曲變形及長度變形，焊縫外觀質(zhì)量、焊縫感觀滿足規(guī)范要求；桿件尺寸及允許偏差滿足規(guī)范中尺寸及允許偏差的要求，未發(fā)現(xiàn)造成鋼桁架撓度較大的直接原因。

此管廊跨度較大，跨度將近36m。甲方對此結(jié)構(gòu)的安全比較重視。綜合考慮，進行富余的加固措施如下：

a）26-5 軸處因施工去掉的腹桿原位恢復處理,恢復原結(jié)構(gòu)安全度。

b）增加鋼柱支撐，減小管廊跨度，再次保證結(jié)構(gòu)安全。

c）按原設計圖節(jié)點板等構(gòu)件增加螺栓連接。

d）新增加的鋼柱做涂層防腐處理。

結(jié)語：

通過現(xiàn)場檢測，發(fā)現(xiàn)該管廊結(jié)構(gòu)存在設計和施工上的一些不足；通過結(jié)構(gòu)建模計算分析，對管廊的承載力及撓度進行了評估，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況提出了進一步的加固和修復方案，確保管廊結(jié)構(gòu)的全性。