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)檢測和計算結(jié)果，對某煉鋼廠廠房結(jié)構(gòu)進行可靠性鑒定。并根據(jù)分析與評定結(jié)果，結(jié)合工程實際情況，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)實施定期嚴格的檢測監(jiān)護，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，及時制定相應(yīng)的應(yīng)急處理方案（或局部臨時加固方案），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)部平臺標高在9.000m以上為鋼框架結(jié)構(gòu)，標高在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)置的水平支撐部分斷裂或人為損壞。

細觀裂縫一旦擴展至表面成為宏觀裂縫，焊縫中的殘余應(yīng)力將失去作用，此時裂縫尖端的應(yīng)力集中更加嚴重，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，難以達到預(yù)期加固效果，同時進一步對吊車梁腹板進行了削弱。

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)的測試分析進行確認。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)場實際情況調(diào)整軌距并改善連接。

吊車梁的實際工作狀況與計算假定往往不一致。吊車梁并非是一單獨構(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彎矩，同時連續(xù)的軌道也會承受一定的負彎矩，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，吊車的實際荷載常超過計算取值。由于軌道不平或吊車橋架偏差等原因，吊車輪壓往往不等，個別輪壓有時可達計算取值的1.3倍以上，輪壓的動力系數(shù)也常超過設(shè)計取用的動力系數(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)時的施工誤差較大所致，故暫可不進行糾偏處理，建議繼續(xù)進行定期監(jiān)護措施觀察其變形（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)進行糾偏處理。

依據(jù)檢測結(jié)果并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，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行局部補強補缺加固處理。

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）的縱向裂紋進行局部補強補缺加固處理。

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行局部補強補缺加固處理。

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行局部補強補缺加固處理。

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，應(yīng)采取停產(chǎn)、及時疏散工作人員等應(yīng)急措施。

參考文獻

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

[2]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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）