高速公路鋼結(jié)構(gòu)紀念碑既有結(jié)構(gòu)檢測鑒定分析

段 振 凱

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，山西 太原 030012)

高速公路鋼結(jié)構(gòu)紀念碑既有結(jié)構(gòu)檢測鑒定分析

段 振 凱

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，山西 太原 030012)

以大運高速公路雁門關(guān)紀念碑為例，根據(jù)該紀念碑的形式，利用全站儀、超聲波測厚儀、高精度涂層測厚儀等常用檢測儀器，對該結(jié)構(gòu)強度、耐久性進行檢測鑒定，為類似的鋼結(jié)構(gòu)紀念碑鑒定分析提供參考。

鋼結(jié)構(gòu)紀念碑，檢測鑒定，強度

0 引言

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

1 工程概況

大運高速公路雁門關(guān)紀念碑建成于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。目前該紀念碑主體鋼結(jié)構(gòu)銹蝕嚴重，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)場檢測結(jié)果

2.1 相對沉降變形觀測

采用R-422NM全站儀對該結(jié)構(gòu)東、南、西、北四面基座相對沉降進行了觀測。觀測結(jié)果見圖3～圖6，圖中整數(shù)數(shù)據(jù)為各測點之間的相對高差，單位為mm，小數(shù)數(shù)據(jù)為各測點與全站儀視準線之間的相對高程，其單位為m。

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

2.2 基座現(xiàn)狀調(diào)查與評價

經(jīng)現(xiàn)場檢測，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

該紀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重，會明顯的降低結(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

現(xiàn)場采用拍照、繪圖記錄、文字描述等方式對該結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量進行檢測。經(jīng)現(xiàn)場檢測，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)校核計算分析及安全性鑒定

采用MIDAS Gen結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件對該鋼結(jié)構(gòu)建模并進行承載能力驗算分析。剛架的結(jié)構(gòu)計算模型見圖12。模型中結(jié)構(gòu)自重由軟件自動計算，荷載及計算參數(shù)依據(jù)現(xiàn)場檢測結(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)計規(guī)范選取，詳細參數(shù)見表1。

表1 荷載及結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(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)計基本地震加速度0.20g建筑場地類別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)力計算過程中，進行了適當(dāng)?shù)臏p小截面，桿件強度驗算應(yīng)力比見圖13。該結(jié)構(gòu)桿件的強度驗算應(yīng)力比(軸向應(yīng)力比)均小于1，且根據(jù)計算結(jié)果，桿件的長細比、彎曲應(yīng)力比及整體穩(wěn)定性基本滿足規(guī)范要求。

據(jù)上述驗算結(jié)果，依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準第4.3.2條的有關(guān)規(guī)定，對網(wǎng)架構(gòu)件的承載能力等級進行鑒定評級，詳細結(jié)果見表2。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)承載力驗算結(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準第6.3.2條的有關(guān)規(guī)定，該鋼結(jié)構(gòu)的安全性等級應(yīng)評為Bu級。

表2 網(wǎng)架構(gòu)件的安全性等級評定結(jié)果

4 檢測鑒定結(jié)論及建議

依據(jù)對大運高速公路雁門關(guān)紀念碑現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測結(jié)果、計算分析及鑒定情況，做出如下結(jié)論。

4.1 鑒定結(jié)論

大運高速公路雁門關(guān)紀念碑現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的靜力安全性等級，依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準第3.3條及GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標準表3.2.8的規(guī)定，該建筑主體結(jié)構(gòu)靜力安全性等級綜合評定為Bsu級，即目前大運高速公路雁門關(guān)紀念碑既有結(jié)構(gòu)的安全性能基本滿足國家現(xiàn)行規(guī)范要求，但鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件銹蝕嚴重，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行修復(fù)。

4.2 處理建議

1)由于該紀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，會明顯的降低結(jié)構(gòu)的承載能力以及穩(wěn)定性，銹蝕嚴重的桿件會引起局部破壞甚至導(dǎo)致整體倒塌。為避免對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更嚴重的影響，建議立即對桿件進行除銹和防銹處理，銹蝕嚴重的構(gòu)件應(yīng)進行更換。

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

3)該結(jié)構(gòu)頂端部分不銹鋼面板焊點脫開，部分外貼不銹鋼面板已松動，且部分不銹鋼面板已脫落，考慮該紀念碑所處地理環(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行除銹、防銹處理。

[1] GB/T 50344—2004,建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準[S].

[2] GB/T 50621—2010,鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標準[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)計規(guī)范[S].

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

[8] JGJ 8—2007,建筑變形測量規(guī)范[S].

[9] GB/T 8162—2008，結(jié)構(gòu)用無縫鋼管[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