南鋼某渣處理廠房吊車梁安全性分析及整治

□王 進

吊車梁是鋼鐵企業(yè)工業(yè)廠房的重要組成部分之一，若吊車梁出現問題，吊車將無法運行，更有甚者會造成突發(fā)事故，輕者影響生產，重者危及財產和生命安全。究其原因主要有:設計缺陷、施工把關不嚴、材料性能不穩(wěn)定、使用不當、周圍環(huán)境惡化等，使其在設計使用年限內不能完成預定的功能目標。

一、工程概況

南鋼第二煉鐵廠沖渣池系統(tǒng)于2013 年5 月吊車安裝完畢，2014 年1 月投產。渣處理廠房為露天棧橋，露天棧橋平面圖如圖1 所示，長119m，單跨跨度27.5m，柱距6m，內設有3 臺16t A7 抓斗橋式起重機(s=27.5m)，軌面標高為15.5m。廠房中間設一伸縮縫，各設一道柱間支撐。廠房A 軸線3～18 軸線柱基礎與底濾池成整板基礎，基礎底標高－4.800m，基礎坐落在1－C，2－B(fak ＞140kpa)土層上，基礎底板厚度800mm;其余廠房柱基礎采用樁基(直徑800)承臺，承臺底/面標高－2.000/－1.000，樁基進入中風化巖層不小于2m，有效樁長＞6m，孔底沉渣厚度＜100mm;廠房柱采用鋼筋混凝土柱500 ×1500，吊車梁為6m 鋼筋混凝土吊車梁DLZ－8 改(梁高為1300)(混凝土強度等級為C45)，走道板為600 寬鋼筋混凝土走道板，鋼軌QU80，軌道聯結采用04G325 中DGL－19(實際為焊接型軌道聯結)。

該工程投產后出現混凝土破損，柱子變形，吊車軌道斷裂等問題，為保證渣處理廠房的結構安全性，本文在現場檢測結果的基礎上進行了安全隱患分析并提出相關處理措施，以保證結構在安全的基礎上，吊車梁可以正常工作。

二、結構現狀檢測

(一)結構普查。通過普查發(fā)現出現以下問題:一是混凝土柱蜂窩、麻面，柱混凝土缺失，鋼筋裸露銹蝕，吊車梁開孔位置混凝土破損，柱梁、交界處柱混凝土破損;二是吊車梁鐵軌斷裂，吊車梁軌道螺栓缺失;三是走道板裂縫，吊車梁發(fā)現斜裂縫;四是行車在運行過程中，吊車梁抖動，行車啃軌嚴重;五是吊車梁與棧橋上柱間沒有后澆細石混凝土，吊車梁與柱連接處局部有松動，預埋板有拉脫現象，部分連接板焊縫脫落;部分軌道間焊接連接脫開，現場改為夾板式連接，縫隙較大。

(二)平面尺寸檢測。該工程長設計長度為119m，設計跨度為27.5m，現場采用激光測距儀對其平面尺寸進行檢測，檢測結果滿足規(guī)范限值要求。

(三)混凝土抗壓強度檢測。對露天棧橋柱結合取芯修正的方法對該44 根露天棧橋柱進行混凝土強度檢測，受現場條件所限，采用回彈法對吊車梁進行混凝土強度檢測，均滿足設計要求。

(四)混凝土構件截面尺寸及鋼筋配置檢測。采用鋼筋探測儀對44 根露天棧橋柱及部分吊車梁進行混凝土構件截面尺寸及鋼筋配置檢測，所測構件截面尺寸及鋼筋配置均與設計相符。

(五)混凝土柱傾斜檢測。根據工業(yè)建筑可靠性鑒定標準GB50144－2008，采用全站儀對44 根露天棧橋柱進行傾斜檢測，經檢測，有14 根柱子的傾斜值超出規(guī)范限值。

(六)混凝土柱高程檢測。根據建筑變形測量規(guī)范JGJ8－2007，對44 根露天棧橋柱進行柱頂高程檢測，通過設計高程與所測高程的對比，通過沉降量推算沉降速率，有4 根柱子的沉降速率超出規(guī)范限值。

三、安全隱患原因分析

作用在露天棧橋上的荷載(或作用)有:一是吊車豎向荷載和橫向剎車力、縱向剎車力;二是風荷載、雪荷載;三是地震作用;四是走道板上活荷載。

混凝土吊車梁在荷載作用下，跨中會產生豎向位移和橫向位移，荷載通過吊車梁傳遞到吊車梁支座處，吊車梁與柱連接件和預埋件均間接受力。

(一)渣處理廠房混凝土吊車梁與柱連接不好。吊車梁與棧橋上柱間連接板較小，直接與預埋板焊接，長期在動荷載作用下產生疲勞破壞。一旦吊車梁與棧橋上柱間連接板出現破壞，使得橫向剎車力不能通過連接板傳遞到棧橋上柱，全部荷載都由吊車梁支座處預埋板承受，吊車梁彎扭更嚴重，對支座處混凝土和預埋板要求就更高，滿足不了混凝土就會酥松，角鋼預埋件與錨筋有拉脫可能。

(二)導致軌道啃軌現象發(fā)生的原因。吊車梁中心線與軌道中心線偏差可能超出規(guī)范要求，橋式起重機剛度不夠大，AB軸線軌道面標高有高差。

(三)部分軌道間焊接連接脫開。主要是軌道焊接質量不好、軌道面不平整原因造成。

(四)柱子垂直度不滿足規(guī)范要求的原因有?，F澆鋼筋混凝土柱施工有誤差會造成柱垂直度不滿足規(guī)范要求;一柱兩樁基出現沉降差，由于本項目設計要求工程樁基進入中風化巖層不小于2m，底沉渣厚度＜100mm，而施工時達到這個標準就可以滿足要求，無論入巖樁底沉渣厚度是30mm 或者100mm，這就會造成一柱兩樁出現沉降差;周邊荷載的影響等。經測算一柱兩樁基沉降差10mm 時，柱垂直度偏差71mm，筆者認為廠房柱傾斜與底沉渣厚度不同有關。

(五)同一廠房柱基礎采用不同基礎型式。不同的地基持力層，不滿足抗震規(guī)范要求第3.3.4 條，會出現樁基與整板基礎出現沉降差，導致柱、吊車梁面有高差。

四、防治安全隱患的方案

通過以上原因分析，筆者提出以下防治方案:

(一)方案一:現有混凝土吊車梁形式不變。一是檢查吊車梁中心線與軌道中心線是否重合，誤差是否滿足規(guī)范要求。檢查AB 柱列軌道面高差是否滿足規(guī)范要求;二是重新檢查各柱中心線處柱子垂直度，誤差是否滿足規(guī)范要求;三是檢查柱、吊車梁的預埋件是否松動，吊車梁與柱連接焊接是否焊牢;四是將上柱及吊車梁底標高以下500 范圍內柱用角鋼加固，加強約束吊車梁與柱連接;五是將吊車梁與棧橋上柱間混凝土面鑿毛，后用高強無收縮澆注料澆注搗實;六是對鋼件如欄桿、預埋件等進行防腐處理;七是調整吊車梁中心線與軌道中心線盡可能重合，軌道間隙過大要補焊;八是對有缺陷的鋼筋混凝土構件進行修補。貫通裂縫的走道板應更換;九是A 軸線柱間支撐被切斷的鄰柱列增加一道柱間支撐;十是從現場看，柱子傾斜因施工質量引起的，待觀測一段時間后再確定是否對柱、基礎加固。

(二)方案二:改用鋼吊車梁形式。一是重新檢查各柱中心線處的垂直度，誤差是否滿足規(guī)范要求;二是拆除原有混凝土吊車梁及混凝土走道板，改用鋼吊車梁、鋼走道板、鋼邊梁;三是將上柱用角鋼加固，加強約束吊車梁與柱連接;四十制作安裝好吊車梁及制動板、邊梁、軌道及欄桿;五是A 軸線柱間支撐被切斷的鄰柱列增加一道柱間支撐;六是利用生產間歇時間對柱鋼板加固施工，吊車梁、走道板、邊梁均為工廠制作;七是行車滑觸線換新安裝。

無論采用何種加固方案，須對現在的廠房應急處理:檢查并加固柱與吊車梁的預埋連接是否可靠，有貫通裂縫走道板更換，調整一下軌道平整度、中心線以及軌道連接件連接。

五、結語

本文依據結構現場檢測的結果，結合項目的實際情況，分析了影響結構安全性的原因并提出消除安全隱患的處理建議，得出以下建議供設計人員參考:一是露天棧橋柱基礎采用同一類型基礎，如采用入巖樁基，樁基沉渣厚度要求不小于50mm;二是渣處理廠房柱基礎與水池基礎脫開，以免相互影響;三是建議渣處理廠房柱采用鋼筋混凝土柱，吊車梁采用鋼吊車梁及其制動板體系，保證吊車橫向剎車力能有效傳遞到柱上，以便于維修調整。施工時保證柱垂直度、吊車梁與柱連接(支座板、連接板)、吊車梁與制動板連接。

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