段 振 凱

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012)

高速公路鋼結(jié)構(gòu)紀(jì)念碑既有結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定分析

段 振 凱

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012)

以大運(yùn)高速公路雁門關(guān)紀(jì)念碑為例，根據(jù)該紀(jì)念碑的形式，利用全站儀、超聲波測(cè)厚儀、高精度涂層測(cè)厚儀等常用檢測(cè)儀器，對(duì)該結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性進(jìn)行檢測(cè)鑒定，為類似的鋼結(jié)構(gòu)紀(jì)念碑鑒定分析提供參考。

鋼結(jié)構(gòu)紀(jì)念碑，檢測(cè)鑒定，強(qiáng)度

0 引言

隨著人類社會(huì)的發(fā)展，紀(jì)念碑作為一種文化的象征，承載著特定時(shí)期的民族文化。建國(guó)后隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的大力發(fā)展，很多形式各樣的紀(jì)念碑如雨后春筍般涌現(xiàn)，隨之而來(lái)很多早期建成的紀(jì)念碑由于長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬，很多地方已經(jīng)出現(xiàn)破損，因此對(duì)紀(jì)念碑既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)鑒定分析顯得尤為必要。

1 工程概況

大運(yùn)高速公路雁門關(guān)紀(jì)念碑建成于2003年9月，位于忻州高速公路新原段雁門關(guān)隧道南段。紀(jì)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(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，外貼不銹鋼面板。目前該紀(jì)念碑主體鋼結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)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(jié)構(gòu)基座西南角局部區(qū)域存在不均勻沉降現(xiàn)象。該紀(jì)念碑現(xiàn)狀見圖1,立面布置圖見圖2。

2 主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

2.1 相對(duì)沉降變形觀測(cè)

采用R-422NM全站儀對(duì)該結(jié)構(gòu)東、南、西、北四面基座相對(duì)沉降進(jìn)行了觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)果見圖3～圖6，圖中整數(shù)數(shù)據(jù)為各測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)高差，單位為mm，小數(shù)數(shù)據(jù)為各測(cè)點(diǎn)與全站儀視準(zhǔn)線之間的相對(duì)高程，其單位為m。

依據(jù)GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范表5.3.4關(guān)于當(dāng)20 m

2.2 基座現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，該結(jié)構(gòu)基座頂面局部存在下沉現(xiàn)象，地磚存在破損現(xiàn)象，典型損傷見圖7。

2.3 漆膜涂層檢測(cè)

該紀(jì)念碑頂端不銹鋼掛板脫落，導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)桿件全部銹蝕，且頂端部分的桿件銹蝕較嚴(yán)重，會(huì)明顯的降低結(jié)構(gòu)的承載能力以及穩(wěn)定性。典型銹蝕構(gòu)件見圖8，圖9。

2.4 結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量及損傷檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用拍照、繪圖記錄、文字描述等方式對(duì)該結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，該結(jié)構(gòu)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(xiàn)象等情況。典型損傷見圖10，圖11。

3 整體結(jié)構(gòu)校核計(jì)算分析及安全性鑒定

采用MIDAS Gen結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件對(duì)該鋼結(jié)構(gòu)建模并進(jìn)行承載能力驗(yàn)算分析。剛架的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型見圖12。模型中結(jié)構(gòu)自重由軟件自動(dòng)計(jì)算，荷載及計(jì)算參數(shù)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果及GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范選取，詳細(xì)參數(shù)見表1。

表1 荷載及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)選取

參數(shù)名稱選取參數(shù)參數(shù)名稱選取參數(shù)抗震設(shè)防類型一般設(shè)防類(丙類)基本設(shè)防烈度8度設(shè)計(jì)基本地震加速度0.20g建筑場(chǎng)地類別Ⅱ類屋面活載0.5kN/m2基本風(fēng)壓0.5kN/m2

考慮到桿件銹蝕導(dǎo)致的桿件截面削弱情況，在鋼結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)力計(jì)算過(guò)程中，進(jìn)行了適當(dāng)?shù)臏p小截面，桿件強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)力比見圖13。該結(jié)構(gòu)桿件的強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)力比(軸向應(yīng)力比)均小于1，且根據(jù)計(jì)算結(jié)果，桿件的長(zhǎng)細(xì)比、彎曲應(yīng)力比及整體穩(wěn)定性基本滿足規(guī)范要求。

據(jù)上述驗(yàn)算結(jié)果，依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第4.3.2條的有關(guān)規(guī)定，對(duì)網(wǎng)架構(gòu)件的承載能力等級(jí)進(jìn)行鑒定評(píng)級(jí)，詳細(xì)結(jié)果見表2。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算結(jié)果可知，在該結(jié)構(gòu)現(xiàn)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(jié)構(gòu)內(nèi)部桿件銹蝕較嚴(yán)重，現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)已存在安全隱患。因此依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第6.3.2條的有關(guān)規(guī)定，該鋼結(jié)構(gòu)的安全性等級(jí)應(yīng)評(píng)為Bu級(jí)。

表2 網(wǎng)架構(gòu)件的安全性等級(jí)評(píng)定結(jié)果

4 檢測(cè)鑒定結(jié)論及建議

依據(jù)對(duì)大運(yùn)高速公路雁門關(guān)紀(jì)念碑現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果、計(jì)算分析及鑒定情況，做出如下結(jié)論。

4.1 鑒定結(jié)論

大運(yùn)高速公路雁門關(guān)紀(jì)念碑現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的靜力安全性等級(jí)，依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第3.3條及GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)表3.2.8的規(guī)定，該建筑主體結(jié)構(gòu)靜力安全性等級(jí)綜合評(píng)定為Bsu級(jí)，即目前大運(yùn)高速公路雁門關(guān)紀(jì)念碑既有結(jié)構(gòu)的安全性能基本滿足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范要求，但鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件銹蝕嚴(yán)重，為了確保結(jié)構(gòu)正常安全使用，建議盡快采取可靠措施進(jìn)行修復(fù)。

4.2 處理建議

1)由于該紀(jì)念碑頂端不銹鋼掛板脫落，導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)桿件全部銹蝕，且頂端部分的桿件銹蝕較嚴(yán)重，隨著防腐涂層的老化、損傷，結(jié)構(gòu)構(gòu)件不可避免的發(fā)生銹蝕，會(huì)明顯的降低結(jié)構(gòu)的承載能力以及穩(wěn)定性，銹蝕嚴(yán)重的桿件會(huì)引起局部破壞甚至導(dǎo)致整體倒塌。為避免對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更嚴(yán)重的影響，建議立即對(duì)桿件進(jìn)行除銹和防銹處理，銹蝕嚴(yán)重的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行更換。

2)該結(jié)構(gòu)部分外貼不銹鋼面板接縫處膠體老化，建議對(duì)膠體老化部位進(jìn)行修復(fù)。

3)該結(jié)構(gòu)頂端部分不銹鋼面板焊點(diǎn)脫開，部分外貼不銹鋼面板已松動(dòng)，且部分不銹鋼面板已脫落，考慮該紀(jì)念碑所處地理環(huán)境的特殊性，刮風(fēng)較大，建議立即采取有效措施進(jìn)行加固修復(fù)。

4)該結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接焊縫未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象，但出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，建議采取有效措施進(jìn)行除銹、防銹處理。

[1] GB/T 50344—2004,建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB/T 50621—2010,鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] JGJ 81—2002,建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程[S].

[4] GB 50205—2001,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[5] GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[6] GB 50017—2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7] GB 50007—2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[8] JGJ 8—2007,建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].

[9] GB/T 8162—2008，結(jié)構(gòu)用無(wú)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