煉鋼渣處理廠房結(jié)構(gòu)安全鑒定

崔 斌

(馬鋼股份公司冷軋總廠 安徽馬鞍山 243000)

1 工程概況

馬鋼煉鋼渣處理車間廠房主體為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，橫向共兩跨，跨度分別為27 m和30 m。廠房縱向柱距27.0 m，屋架間距13.5 m。該廠房27 m跨1-5軸線間下部為燜渣坑，在生產(chǎn)過程中有大量煙塵彌漫，且降溫噴水過程會有大量水蒸汽產(chǎn)生。廠房10-12軸線下部為酸性水池，水池介質(zhì)蒸發(fā)的蒸汽對鋼構(gòu)件有較大的腐蝕作用?；趶S房內(nèi)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，為保證安全生產(chǎn)，應(yīng)對其結(jié)構(gòu)隱患進(jìn)行全面鑒定并給出整改建議。

2 結(jié)構(gòu)隱患排查、檢測結(jié)果

2.1 結(jié)構(gòu)隱患排查結(jié)果

對該鋼渣處理車間廠房結(jié)構(gòu)隱患進(jìn)行全面的排查，結(jié)果匯總?cè)缦拢?/p>

(1)屋架、托架端部節(jié)點排查結(jié)果：①A、B、C列5-10軸屋架、托架與上柱柱頂節(jié)點處普遍積灰，局部漆膜脫落、銹蝕；② A、B、C列12-13軸屋架、托架與上柱柱頂節(jié)點處積灰潮濕、普遍銹蝕，個別節(jié)點處銹蝕嚴(yán)重。(見圖1)

(2)屋架、托架排查結(jié)果：①；AB跨01-1軸區(qū)域受渣坑生產(chǎn)影響，積灰嚴(yán)重；②AB跨、BC跨5-8軸區(qū)域，普遍積灰較厚，部分桿件漆膜脫落、局部銹蝕；③AB跨、BC跨8-10軸區(qū)域，部分桿件普遍漆膜脫落、銹蝕；④AB、BC跨12-13軸區(qū)域，普遍漆膜脫落、銹蝕，局部銹蝕嚴(yán)重，其中部分屋架、托架的上弦和下弦表現(xiàn)尤為明顯；⑤C/12-13托架上、下弦槽內(nèi)積水。

(3)檁條排查結(jié)果：①AB跨01-1軸區(qū)域，積灰較厚，氣樓范圍內(nèi)局部銹蝕；②AB、BC跨5-8軸區(qū)域表面有積灰，局部漆膜脫落、銹蝕，部分上翼緣尤為嚴(yán)重；8-10軸區(qū)域，普遍漆膜脫落、銹蝕，部分上翼緣尤為嚴(yán)重；③BC跨5-6軸、8-9軸表面有結(jié)露、積灰潮濕現(xiàn)象，普遍銹蝕；6-8軸局部漆膜脫落、銹蝕；④BC跨12-13軸區(qū)域的檁條積灰結(jié)垢、表面有銹脹層，其銹蝕程度較AB跨更為嚴(yán)重；⑤部分檁條與屋架上弦連接處螺栓缺失；檁條與水平支撐節(jié)點處銹蝕。

(4)屋面支撐系統(tǒng)排查結(jié)果：①AB跨01-1軸普遍積灰；②AB跨5-8軸、BC跨6-8軸區(qū)域，普遍積灰，部分支撐桿件局部漆膜脫落；③AB跨8-10軸、BC跨5-6軸和8-9軸，普遍漆膜脫落、銹蝕；④AB跨、BC跨12-13軸，普遍銹蝕、積灰結(jié)垢，部分銹蝕嚴(yán)重；⑤AB跨1/8、9、1/12軸和BC跨12軸均存在隅撐被切斷現(xiàn)象，具有較大的安全隱患。(見圖2)

(5)屋面板排查結(jié)果：①AB跨01-1軸、5-6軸屋面板普遍積灰；6-10軸、12-13軸普遍銹蝕，個別位置銹穿；②BC跨5-10軸普遍銹蝕，部分位置存在銹穿；③BC跨整體銹蝕程度較AB跨嚴(yán)重，其中12-13軸最為嚴(yán)重。

(6)氣樓系統(tǒng)排查結(jié)果：①AB跨01-1軸普遍積灰嚴(yán)重，氣樓屋面板由于積灰下?lián)希虎贏B跨1-5軸氣樓擋風(fēng)板內(nèi)側(cè)積灰較厚，易導(dǎo)致屋面板下?lián)献冃危瑥亩プ鳛闄_條和屋架的側(cè)向支撐作用；③AB、BC跨8-9軸，氣樓系統(tǒng)桿件普遍銹蝕、積灰，氣樓屋面板普遍銹蝕；④AC跨12-13軸區(qū)域桿件普遍銹蝕嚴(yán)重、積灰結(jié)垢；兩側(cè)擋風(fēng)板普遍銹蝕；⑤對現(xiàn)場拆除的AC跨11-12軸氣樓檢查發(fā)現(xiàn)，弧形桿件與支撐桿件節(jié)點處基本銹斷，節(jié)點接近失效，有可見銹脹層，由超聲測厚結(jié)果可知，其桿件銹蝕損傷約30%。

(7)天溝排查結(jié)果：天溝底部銹蝕為其主要問題，局部銹蝕嚴(yán)重。

(8)吊車梁系統(tǒng)排查結(jié)果：①A列01-1軸普遍積灰較厚；12-13軸上、下翼緣輕微積灰，局部銹蝕；②B列5-10軸上、下翼緣普遍積灰，局部銹蝕；12-13軸積灰較厚，局部銹蝕；③C列5-10軸上、下翼緣普遍潮濕，局部銹蝕；12-13軸積灰潮濕，局部銹蝕。

(9)排架柱系統(tǒng)排查結(jié)果：①AB跨、BC跨5-10軸區(qū)域，排架柱系統(tǒng)普遍積灰，局部銹蝕；柱間支撐積灰，局部銹蝕；②AB跨、BC跨12-13軸區(qū)域，排架柱系統(tǒng)積灰板結(jié)，銹蝕較明顯；柱間支撐普遍銹蝕；③AB跨、BC跨5-10軸下柱柱腳潮濕，局部銹蝕；④11/B上柱、11/C上柱柱身銹蝕嚴(yán)重，局部斷面有可見銹脹層。(5)9/C上柱柱頂局部變形。

(10)排架柱系統(tǒng)連接節(jié)點排查結(jié)果：①吊車梁制動板與排架柱連接螺栓多處存在缺失和松動現(xiàn)象；②個別柱間支撐與排架柱連接螺栓存在松動現(xiàn)象。

(11)圍護(hù)墻體排查結(jié)果：①AB跨01-1軸，部分墻梁由于積灰較多，明顯下?lián)献冃危虎贏列、C列5-10軸，墻皮、墻梁及墻皮立柱普遍積灰、銹蝕；個別拉桿和斜撐變形；部分墻梁下?lián)献冃?；③A列、C列12-13軸，墻皮、墻梁及抗風(fēng)柱普遍銹蝕；④13軸個別墻梁變形，局部銹蝕。

圖1 托架銹蝕

圖2 支撐銹蝕

2.2 結(jié)構(gòu)隱患檢測結(jié)果

本次結(jié)構(gòu)安全隱患現(xiàn)場檢測主要有以下結(jié)論：

(1)鋼構(gòu)件厚度檢測結(jié)果：從檢測結(jié)果可知，由于廠房長期處于蒸汽與粉塵的腐蝕環(huán)境下，各結(jié)構(gòu)系統(tǒng)桿件受腐蝕影響較大，鋼構(gòu)件板材厚度削弱明顯，尤以BC跨12-13軸區(qū)域的托架和檁條表現(xiàn)最為明顯。托架桿件銹蝕損傷最大約55.2%，檁條銹蝕損傷最大約40.5%。

(2)排架柱垂直度檢測結(jié)果：根據(jù)檢測結(jié)果可以看出，A/13上柱、B/12上柱、B/13上柱、C/10上柱垂直度偏差大于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007的要求，廠房柱傾斜偏心引起的附加應(yīng)力會影響結(jié)構(gòu)承載及天車正常運(yùn)行，具有一定的安全隱患。

(3)吊車梁軌道偏心距測量結(jié)果：B列吊車梁個別位置軌道偏心距超限，A列、C列所測吊車梁軌道偏心距普遍超限，個別位置超限嚴(yán)重。

3 驗算分析

對該鋼渣處理廠房結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行計驗算并分析，可得出如下結(jié)論：

(1)地基基礎(chǔ)部分：對該廠房現(xiàn)場使用狀況進(jìn)行查看結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)構(gòu)件傾斜、地面開裂等不良現(xiàn)象，說明地基基礎(chǔ)未發(fā)生不均勻沉降。根據(jù)無嚴(yán)重靜載缺陷，可以判定地基基礎(chǔ)能滿足承載力及變形要求。

(2)排架柱部分：對排架柱承載力進(jìn)行驗算，安全裕度均大于1.0，說明滿足現(xiàn)使用要求。

(3)吊車梁部分：對吊車梁驗算結(jié)果表明，吊車梁承載能力均滿足現(xiàn)使用要求。

(4)屋架部分：受廠房內(nèi)粉塵和蒸汽的腐蝕作用，驗算結(jié)果表明，部分屋架桿件強(qiáng)度和穩(wěn)定性不滿足現(xiàn)使用要求。

(5)托架部分：對托架驗算結(jié)果表明，各托架承載力滿足現(xiàn)使用要求。

(6)檁條部分：對檁條驗算結(jié)果表明， AB跨、BC跨檁條的承載力和撓度均滿足現(xiàn)使用要求。

4 鑒定結(jié)論及整改建議

4.1 鑒定結(jié)論

依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50344-2004)及《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50144-2008)，經(jīng)對該鋼渣處理車間廠房的現(xiàn)場檢查、檢測、驗算及分析，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)體系、現(xiàn)有荷載狀況下，得出結(jié)構(gòu)安全性鑒定結(jié)論如下：

廠房鑒定單元的可靠性評定等級為三級，即其可靠性不符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的可靠性要求，影響整體安全，在目標(biāo)使用期內(nèi)影響整體正常使用，應(yīng)采取措施。其原因主要為：(1)惡劣的腐蝕環(huán)境使得屋面系統(tǒng)鋼構(gòu)件快速銹損，且部分屋架、托架和檁條等構(gòu)件已達(dá)到其耐久性極限狀態(tài)。(2)構(gòu)件銹蝕損傷導(dǎo)致部分屋架構(gòu)件承載力不足。(3)AB跨1/8軸、9軸、1/12軸屋架和BC跨12軸屋架均存在隅撐被切斷現(xiàn)象，具有較大的安全隱患。(4)部分吊車梁軌道存在較嚴(yán)重的偏心情況，會造成吊車梁受力條件惡化，上翼緣和腹板之間焊縫容易開裂。(5)墻梁多處拉條和斜撐缺失，造成墻梁在積灰作用下下?lián)?，而且因為缺少拉條的側(cè)向支撐點，墻梁在風(fēng)載作用下容易失穩(wěn)破壞。

4.2 整改建議

為保障該廠房結(jié)構(gòu)的安全使用，現(xiàn)建議采取如下處理措施：

(1)當(dāng)前的工藝條件造成的粉塵及蒸汽環(huán)境非常不利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性及承載能力，建議盡快對生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造。

(2)若不能及時對生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，需進(jìn)行以下處理，以保證該鋼渣處理車間廠房短時間內(nèi)的安全正常使用。

1)對銹損嚴(yán)重的屋蓋系統(tǒng)桿件進(jìn)行更換，其他構(gòu)件除銹、清灰。

2)對銹蝕的其他構(gòu)件進(jìn)行除銹處理，并重新涂刷防銹油漆。

3)將垂直度超限的排架柱上柱進(jìn)行調(diào)整或更換。

4)重新補(bǔ)齊被切斷的隅撐。

5)檁條與屋架上弦連接螺栓多處缺失，建議統(tǒng)一排查后加以補(bǔ)齊。

6)吊車梁制動板與柱連接螺栓、柱間支撐與柱連接螺栓存在多處缺失和松動，建議統(tǒng)一排查后加以補(bǔ)齊和緊固。

7)定期清理吊車梁走道板及上、下翼緣的積灰；對銹蝕的吊車梁進(jìn)行除銹處理，并重新涂刷防銹油漆，尤其是AB跨和BC跨10-12軸區(qū)域；調(diào)整A列、B列、C列吊車梁軌道的偏心。

8)對出現(xiàn)明顯銹損的墻梁進(jìn)行更換，對墻梁間缺失的拉條和斜撐按原設(shè)計進(jìn)行恢復(fù)。

經(jīng)過以上一系列隱患排查、荷載驗算、及后期整改，保障了該廠房使用周期內(nèi)的安全生產(chǎn)。