某電視臺(tái)發(fā)射鐵塔結(jié)構(gòu)安全性鑒定

王成，黃衛(wèi)

（安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院有限公司，安徽 合肥 230000）

某電視臺(tái)發(fā)射鐵塔結(jié)構(gòu)安全性鑒定

王成，黃衛(wèi)

（安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院有限公司，安徽 合肥 230000）

鐵塔結(jié)構(gòu)是移動(dòng)信號(hào)發(fā)射器的重要支撐物，隨著移動(dòng)信號(hào)覆蓋面積的不斷擴(kuò)展，信號(hào)塔的保有量不斷增加，然而，當(dāng)鐵塔出現(xiàn)各種損傷時(shí)，缺少必要的檢測(cè)鑒定及加固處理，往往會(huì)出現(xiàn)一定的安全隱患，隨著損傷情況的日益嚴(yán)重，必然影響鐵塔的安全性和使用期限。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)既有鐵塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)鑒定工作，對(duì)類(lèi)似結(jié)構(gòu)安全性鑒定具有重要的參考意義。

鐵塔；檢測(cè)；安全性；鑒定

鐵塔結(jié)構(gòu)是移動(dòng)信號(hào)發(fā)射器的重要支撐物，隨著移動(dòng)信號(hào)覆蓋面積的不斷擴(kuò)展，信號(hào)塔的保有量不斷增加，鐵塔結(jié)構(gòu)的運(yùn)行管理問(wèn)題日益突出。同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，鐵塔構(gòu)件鍍鋅層脫落及銹蝕，影響鐵塔的耐久性，也導(dǎo)致鐵塔的材料力學(xué)性能退化和承載能力的降低，嚴(yán)重影響了鐵塔運(yùn)行的安全性。因此，對(duì)鐵塔結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定是保證基站鐵塔長(zhǎng)期使用必要的技術(shù)措施。本文以某電視臺(tái)發(fā)射鐵塔結(jié)構(gòu)的檢測(cè)評(píng)定為例，對(duì)鐵塔結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè)評(píng)定的一般方法進(jìn)行闡述。

某電視臺(tái)發(fā)射塔現(xiàn)狀照片見(jiàn)圖1，本塔以直徑較小的多節(jié)鋼管為主材，塔體橫截面為正方形結(jié)構(gòu)，根開(kāi)為12m，對(duì)角線尺寸為16.97m，建筑總高度為65m?；A(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)，平面布置見(jiàn)圖2所示。該塔建造于1986年6月，設(shè)計(jì)使用年限為30年，將于2016年6月到期，為確定該塔目前安全狀況，以及后續(xù)使用年限，委托單位委托我公司對(duì)該塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定。

圖1 發(fā)射塔現(xiàn)狀外觀

圖2 基礎(chǔ)平面布置圖

①資料搜集：收集該工程現(xiàn)有技術(shù)資料，通過(guò)口頭詢(xún)問(wèn)，調(diào)查使用情況，作為檢測(cè)評(píng)估工作的參考依據(jù)；

②結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢查：對(duì)該建筑物結(jié)構(gòu)形式、塔基、塔柱、塔身、桅桿等構(gòu)件現(xiàn)狀進(jìn)行全面檢查，對(duì)鐵塔構(gòu)造及構(gòu)件銹蝕情況進(jìn)行調(diào)查；

③地基基礎(chǔ)檢測(cè)：調(diào)查該建筑物的基礎(chǔ)形式，檢測(cè)基礎(chǔ)不均勻沉降等情況；

④對(duì)構(gòu)件尺寸進(jìn)行檢測(cè)；

⑤對(duì)主體結(jié)構(gòu)的傾斜度進(jìn)行檢測(cè)；

⑥對(duì)鋼構(gòu)件涂層干漆膜厚度進(jìn)行檢測(cè)；

⑦對(duì)鋼構(gòu)件材料強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)；

⑧對(duì)鋼構(gòu)件主要焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)；

⑨整體結(jié)構(gòu)計(jì)算復(fù)核；

⑩鑒定結(jié)論及建議。

①鐵塔構(gòu)件間采用高強(qiáng)螺栓連接，部分連接節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)高強(qiáng)螺栓缺失、螺栓出扣不合格、螺栓以小帶大、螺栓單帽、松動(dòng)、反串等現(xiàn)象。

②鐵塔塔柱、塔梁及桅桿等構(gòu)件均已刷防腐涂料，部分構(gòu)件局部出現(xiàn)干漆膜脫落，并出現(xiàn)銹蝕。

③鐵塔塔柱、塔梁與法蘭盤(pán)的連接可靠，連接節(jié)點(diǎn)無(wú)損傷，部分節(jié)點(diǎn)有輕微銹蝕現(xiàn)象。

④該塔使用環(huán)境為室外環(huán)境，環(huán)境使用條件未發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)無(wú)明顯超載現(xiàn)象或其它人為損傷情況發(fā)生。

①經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，地基承載狀態(tài)良好，未發(fā)現(xiàn)塔體因地基不均勻沉降而導(dǎo)致明顯的下陷、傾斜等現(xiàn)象。

②基礎(chǔ)不均勻沉降檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)采用水準(zhǔn)儀對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖3所示。由圖3可知，基礎(chǔ)的不均勻沉降較小，最大沉降差為9mm。

圖3 基礎(chǔ)不均勻沉降

③經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，柱基礎(chǔ)地腳螺栓連接可靠，未出現(xiàn)明顯的松動(dòng)、銹蝕現(xiàn)象。

3.3.1 鋼構(gòu)件尺寸檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用游標(biāo)卡尺、金屬測(cè)厚儀、鋼卷尺對(duì)塔體塔梁、塔柱鋼管的直徑、壁厚進(jìn)行檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果在此不一一列舉。

3.3.2 主體結(jié)構(gòu)的傾斜度檢測(cè)

為檢驗(yàn)該鐵塔施工誤差及投入使用后荷載作用下的構(gòu)件變形，現(xiàn)場(chǎng)采用全站儀對(duì)塔體橫截面水平支撐的交點(diǎn)（中心點(diǎn)）進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)傾斜度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果在此不一一列舉。結(jié)果表明，塔身中心垂直傾斜度滿(mǎn)足《移動(dòng)通信工程鋼塔桅結(jié)構(gòu)驗(yàn)收規(guī)范》（YD/T5132-2005）中不大于全塔高度的1/1500的要求。

3.3.3 涂層干漆膜厚度檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用涂層厚度測(cè)量?jī)x檢測(cè)塔柱、塔梁涂層厚度，檢測(cè)結(jié)果在此不一一列舉。結(jié)果表明，構(gòu)件涂層干漆膜總厚度滿(mǎn)足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）中室外涂層干漆膜總厚度不小于150μm，且允許偏差為-25μm的要求。

3.3.4 鋼材強(qiáng)度檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用里氏硬度計(jì)對(duì)塔柱、塔梁的強(qiáng)度σb進(jìn)行檢測(cè)。先除去塔柱、塔梁表面涂層，用砂紙打磨平整后使用里氏硬度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果在此不一一列舉。結(jié)果表明，鋼材強(qiáng)度達(dá)到Q235要求。

3.3.5 焊縫探傷檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用超聲波探傷儀對(duì)部分焊縫進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，所檢測(cè)的焊縫質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求。

該鐵塔的計(jì)算模型如圖4所示，采用3D3S鋼結(jié)構(gòu)—空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件塔架結(jié)構(gòu)模塊，驗(yàn)算各荷載組合下，對(duì)塔身主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、變形及穩(wěn)定性進(jìn)行分析。參考《移動(dòng)通信工程鋼塔桅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD/T5131-2005）、《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50135-2006）和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）等規(guī)范。

計(jì)算控制參數(shù)

結(jié)構(gòu)類(lèi)型：四角管塔結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)總高度：65m

地面粗糙度：B類(lèi)

材料的自重(kN/m3)：78.5

地震烈度：7度(0.10g)

場(chǎng)地類(lèi)別：Ⅰ類(lèi)

地震分組：第一組

荷載取值：基本風(fēng)壓0.35kN/m2；基本雪壓0.45kN/m2；基本裹冰厚度8mm；

平臺(tái)活荷載2.0kN/m2；

鋼材強(qiáng)度：Q235

圖4 計(jì)算模型

計(jì)算結(jié)果表明，本塔體在各荷載組合下，塔身主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、變形及穩(wěn)定性均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

依據(jù)《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50144-2008）對(duì)該塔體進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定，綜合評(píng)定該塔體結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)為B級(jí)，略低于國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的安全性要求，仍能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全性的下限水平要求，尚不明顯影響整體安全，有部分構(gòu)件應(yīng)采取必要的維修措施。

①對(duì)不符合要求的螺栓進(jìn)行更換及補(bǔ)全，并做好防銹處理。螺栓擰緊后外露絲扣不應(yīng)小于2～3扣；穿入方向朝向應(yīng)一致，由內(nèi)向外，由下向上；對(duì)缺失的螺栓應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)裝；單帽螺栓進(jìn)行補(bǔ)全螺帽；對(duì)松動(dòng)螺栓進(jìn)行緊固處理；對(duì)缺失墊片的螺栓進(jìn)行補(bǔ)全墊片。

②對(duì)該建筑部分出現(xiàn)干漆膜脫落的構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)刷防腐涂層。

該塔體自鑒定之日起，按上述建議維修后，后續(xù)使用年限建議為10年。

[1]GB50144-2008，工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB/T50621-2010，鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]YD/T5132-2005，移動(dòng)通信工程鋼塔桅結(jié)構(gòu)驗(yàn)收規(guī)范[S].

本文通過(guò)對(duì)5個(gè)具有不同填充墻填充率的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析，得出如下結(jié)論：

①結(jié)構(gòu)自振周期出現(xiàn)是以3個(gè)為一組，組內(nèi)數(shù)值相差不大，而各組之間數(shù)值相差較大。

②純框架結(jié)構(gòu)能量耗損比框架填充墻結(jié)構(gòu)要迅速。

③建模時(shí)同時(shí)考慮填充墻質(zhì)量和剛度，計(jì)算剛度采用的是填充墻初始開(kāi)裂時(shí)的剛度，為初始剛度的0.2倍。得到的周期折減系數(shù)取值范圍為0.4～0.85，小于規(guī)范建議值0.5～0.9。

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TU311.3

B

1007-7359（2016）05-0214-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.076

王成（1982-），男，安徽和縣人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，碩士；工程師，國(guó)家注冊(cè)一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師。