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        安徽省金屬護欄施工質(zhì)量初步調(diào)查與研究

        2018-07-20 03:38:56李平王俊
        安徽建筑 2018年3期
        關(guān)鍵詞:欄桿護欄桿件

        李平,王俊

        (安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測站,安徽 合肥 230001)

        1 引言

        欄桿是建筑物、構(gòu)筑物以及橋梁結(jié)構(gòu)中重要的附屬構(gòu)件,它雖不影響主體的受力性能,卻是關(guān)系使用者生命安全的關(guān)鍵構(gòu)件[1]。今年來相關(guān)規(guī)范[2-4]對護欄荷載標準與承載能力要求進行提高。如《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范》(GB5009-2012)將住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園等的欄桿頂部水平荷載從0.5kN/m提高至1.0kN/m。對學校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育場等的欄桿,除了將頂部水平荷載提高至1.0kN/m外,還增加豎向荷載1.2kN/m;《中小學校設(shè)計規(guī)范》(GB50099-2011)上人屋面、外廊、樓梯、平臺、陽臺等防護欄桿最薄弱處承受的最小水平推力應(yīng)不小于1.5kN/m?!冻鞘袠蛄涸O(shè)計規(guī)范》(CJJ11-2011)橋上人行道欄桿扶手上豎向荷載應(yīng)為1.2kN/m;水平向外荷載應(yīng)為2.5kN/m。由此可見對于護欄重視程度在逐步增加。但近年來我省并未因技術(shù)規(guī)范的提升而得到重視,反而護欄因質(zhì)量問題導致事故頻發(fā)。

        2 護欄事故案例

        事故1:某縣幼兒園工程,一層鋁合金玻璃欄桿由于施工單位未按圖施工,由甲方委托進行檢測。試驗過程中加載設(shè)計荷載(1.0kN/m)60%時突然倒塌,現(xiàn)場詳見圖1所示。經(jīng)調(diào)查,欄桿立柱未設(shè)置預埋件。立柱根部與錨固在磚塊中的鋼筋簡單點焊連接。

        事故2:某縣6層住宅樓不銹鋼陽臺護欄,業(yè)主裝修過程中因護欄支座連接點斷裂,造成人員由六樓跌落身亡,現(xiàn)場詳見照片2。經(jīng)調(diào)查護欄不銹鋼桿件壁厚嚴重不足,支座未設(shè)預埋件,桿件與后植鋼筋點焊連接。現(xiàn)場調(diào)查中3m左右欄桿,單人即可推斷。該工程護欄存在嚴重安全隱患。

        圖1 欄桿立柱錨固端拔出,欄桿傾覆

        圖2 欄桿橫桿支座焊點斷裂

        事故3:某市石材欄桿倒塌,造成多人跌落重傷,現(xiàn)場詳見圖3所示。經(jīng)過調(diào)查立柱根部榫頭截面尺寸僅為30mm×70mm,埋植深度約50mm,立柱底部粘結(jié)材料未能與立柱底面形成良好固結(jié)。欄桿立柱根部承載力不足是欄桿斷裂主要原因。

        圖3 石材欄桿立柱根部斷裂

        3 欄桿設(shè)計、施工、驗收現(xiàn)狀

        3.1 欄桿設(shè)計

        現(xiàn)階段省內(nèi)多數(shù)設(shè)計單位欄桿設(shè)計過程中對于不銹鋼及鋁合金欄桿主要依據(jù)為國家建筑標準設(shè)計圖集《鋁合金護欄》(16J509)、《樓梯 欄桿 欄板(一)》(15J403-1)。部分設(shè)計單位采用甲方指定的欄桿生產(chǎn)單位提供的產(chǎn)品設(shè)計圖或直接將該類設(shè)計分為專項設(shè)計,由欄桿制作單位提供相關(guān)施工詳圖。對于欄桿承載力復核存在缺失。

        3.2 欄桿施工

        ①現(xiàn)階段我省內(nèi)各工程護欄近乎全部由總包單位分包于小型欄桿制作企業(yè)。該類企業(yè)多數(shù)為私人作坊形式。目前尚無嚴密的質(zhì)量管理機制,制作安裝質(zhì)量無法保證。

        ②材料:依據(jù)圖集要求不銹鋼立柱及扶手管材采用奧氏體不銹鋼,常見不銹鋼管材直徑為60~80mm,壁厚為3.0~4.0mm,實際檢測中發(fā)現(xiàn),壁厚常為1.2~1.8mm。嚴重不滿足設(shè)計及圖集要求。省內(nèi)建材市難以尋覓壁厚超過2.5mm不銹鋼管材,鋁材桿件壁厚也不能達到設(shè)計要求。工程建設(shè)中對護欄管材送檢管理體制空缺。

        ③施工:土建單位及護欄安裝單位前后不協(xié)調(diào),依據(jù)《鋁合金護欄》(16J509)、《樓梯 欄桿 欄板》(15J403-1)(替代06J403-1)相關(guān)內(nèi)容欄桿立柱及扶手端部采用預埋鋼板進行連接。實際工程中土建單位與欄桿安裝單位無法協(xié)調(diào)統(tǒng)一,預埋件在省內(nèi)較少按設(shè)計及圖集要求支座。后期施工中由欄桿安裝單位采用膨脹螺絲或鋼筋頭等方式連接固定,詳見圖4。原本固結(jié)支座變?yōu)榻坪喼?,立柱與扶手抗彎性能急劇下降。

        3.3 欄桿驗收

        現(xiàn)階段各地市建設(shè)工程管理與監(jiān)督單位對待建筑護欄驗收程序未見相關(guān)正式文件。驗收過程中重點集中于欄桿高度、立柱間距、縫隙寬度,對于欄桿承載能力、安裝質(zhì)量多數(shù)工程也僅僅靠推一推、拉一拉等方式進行查看。相關(guān)材料送檢、安裝質(zhì)量檢驗等技術(shù)保障資料缺失。

        3 護欄現(xiàn)狀技術(shù)分析

        3.1 金屬管材壁厚對欄桿抗彎性能影響

        圖4 欄桿支座連接照片

        圖5 截面壁厚(1.0~4.0mm)—抗彎抵抗矩變化曲線

        本文采用《樓梯欄桿欄板(一)》(15J403-1)圖集中常用的護欄桿件(外徑為60mm圓管及截面尺寸60×40mm方管)對壁厚對抗彎性能進行分析比對。利用簡單的理論計算公式計算討論在壁厚4.0mm~1.0mm變換中,截面抗彎抵抗矩變化曲線。由曲線可知兩個管材在壁厚4.0mm~1.0mm變化中桿件抗彎抵抗矩下降約70%,截面慣性矩下降約50%。

        圖6 截面壁厚(1.0~4.0mm)—慣性矩變化曲線

        3.2 撓度對比

        由兩端簡支梁及兩端固結(jié)梁跨中撓度計算公式可知,兩端固結(jié)梁跨中撓度僅為簡直梁跨中撓度1/5,因此護欄橫桿支座連接狀態(tài)對跨中撓度影響較大。

        依據(jù)理論公式,取長度為3.0m,在1kN/m的荷載作用下對簡支及固結(jié)狀態(tài)下的方管(60mm×40mm)及圓管(外徑60mm)在不同壁厚下?lián)隙戎颠M行計算分析,繪制壁厚—撓度變化曲線。詳見圖5、圖6。

        圖7 60mm×40mm方管壁厚(1.0~4.0mm)位移曲線

        由圖形曲線顯示:隨著壁厚減小,不論是支座為簡支還是固結(jié),跨中撓度呈非線性急速增加。當壁厚由4.0mm減至1.0mm時,跨中撓度增加約3.5倍。

        4 結(jié)論

        ①現(xiàn)階段施工過程中為節(jié)約成本,將金屬欄桿預埋件改為螺栓及植筋等方式點焊連接。荷載作用下易發(fā)生連接點斷裂,產(chǎn)生極大的安全隱患。

        ②支座處點焊方式連接導致原有桿件節(jié)點的固結(jié)連接變?yōu)榻坪喼нB接。桿件受力方式發(fā)生改變,護欄整體抗彎性能下降,導致跨中撓度急劇增大。

        ③桿件管材壁厚不足,導致桿件抗彎性能呈線性下降,跨中撓度急劇加大。

        圖8 外徑60mm圓管壁厚(1.0~4.0mm)跨中位移曲線

        現(xiàn)階段欄桿施工質(zhì)量尚未引起各方足夠的重視,導致施工質(zhì)量監(jiān)控存在漏洞,大量在建及已建房屋護欄存在安全隱患,望以此文能引起相關(guān)單位重視,加強護欄施工質(zhì)量監(jiān)管。

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