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南钢某渣处理厂房吊车梁安全性分析及整治

2015-03-18□王

产业与科技论坛 2015年23期
关键词:栈桥吊车中心线

□王 进

吊车梁是钢铁企业工业厂房的重要组成部分之一,若吊车梁出现问题,吊车将无法运行,更有甚者会造成突发事故,轻者影响生产,重者危及财产和生命安全。究其原因主要有:设计缺陷、施工把关不严、材料性能不稳定、使用不当、周围环境恶化等,使其在设计使用年限内不能完成预定的功能目标。

一、工程概况

南钢第二炼铁厂冲渣池系统于2013 年5 月吊车安装完毕,2014 年1 月投产。渣处理厂房为露天栈桥,露天栈桥平面图如图1 所示,长119m,单跨跨度27.5m,柱距6m,内设有3 台16t A7 抓斗桥式起重机(s=27.5m),轨面标高为15.5m。厂房中间设一伸缩缝,各设一道柱间支撑。厂房A 轴线3~18 轴线柱基础与底滤池成整板基础,基础底标高-4.800m,基础坐落在1-C,2-B(fak >140kpa)土层上,基础底板厚度800mm;其余厂房柱基础采用桩基(直径800)承台,承台底/面标高-2.000/-1.000,桩基进入中风化岩层不小于2m,有效桩长>6m,孔底沉渣厚度<100mm;厂房柱采用钢筋混凝土柱500 ×1500,吊车梁为6m 钢筋混凝土吊车梁DLZ-8 改(梁高为1300)(混凝土强度等级为C45),走道板为600 宽钢筋混凝土走道板,钢轨QU80,轨道联结采用04G325 中DGL-19(实际为焊接型轨道联结)。

该工程投产后出现混凝土破损,柱子变形,吊车轨道断裂等问题,为保证渣处理厂房的结构安全性,本文在现场检测结果的基础上进行了安全隐患分析并提出相关处理措施,以保证结构在安全的基础上,吊车梁可以正常工作。

二、结构现状检测

(一)结构普查。通过普查发现出现以下问题:一是混凝土柱蜂窝、麻面,柱混凝土缺失,钢筋裸露锈蚀,吊车梁开孔位置混凝土破损,柱梁、交界处柱混凝土破损;二是吊车梁铁轨断裂,吊车梁轨道螺栓缺失;三是走道板裂缝,吊车梁发现斜裂缝;四是行车在运行过程中,吊车梁抖动,行车啃轨严重;五是吊车梁与栈桥上柱间没有后浇细石混凝土,吊车梁与柱连接处局部有松动,预埋板有拉脱现象,部分连接板焊缝脱落;部分轨道间焊接连接脱开,现场改为夹板式连接,缝隙较大。

(二)平面尺寸检测。该工程长设计长度为119m,设计跨度为27.5m,现场采用激光测距仪对其平面尺寸进行检测,检测结果满足规范限值要求。

(三)混凝土抗压强度检测。对露天栈桥柱结合取芯修正的方法对该44 根露天栈桥柱进行混凝土强度检测,受现场条件所限,采用回弹法对吊车梁进行混凝土强度检测,均满足设计要求。

(四)混凝土构件截面尺寸及钢筋配置检测。采用钢筋探测仪对44 根露天栈桥柱及部分吊车梁进行混凝土构件截面尺寸及钢筋配置检测,所测构件截面尺寸及钢筋配置均与设计相符。

(五)混凝土柱倾斜检测。根据工业建筑可靠性鉴定标准GB50144-2008,采用全站仪对44 根露天栈桥柱进行倾斜检测,经检测,有14 根柱子的倾斜值超出规范限值。

(六)混凝土柱高程检测。根据建筑变形测量规范JGJ8-2007,对44 根露天栈桥柱进行柱顶高程检测,通过设计高程与所测高程的对比,通过沉降量推算沉降速率,有4 根柱子的沉降速率超出规范限值。

三、安全隐患原因分析

作用在露天栈桥上的荷载(或作用)有:一是吊车竖向荷载和横向刹车力、纵向刹车力;二是风荷载、雪荷载;三是地震作用;四是走道板上活荷载。

混凝土吊车梁在荷载作用下,跨中会产生竖向位移和横向位移,荷载通过吊车梁传递到吊车梁支座处,吊车梁与柱连接件和预埋件均间接受力。

(一)渣处理厂房混凝土吊车梁与柱连接不好。吊车梁与栈桥上柱间连接板较小,直接与预埋板焊接,长期在动荷载作用下产生疲劳破坏。一旦吊车梁与栈桥上柱间连接板出现破坏,使得横向刹车力不能通过连接板传递到栈桥上柱,全部荷载都由吊车梁支座处预埋板承受,吊车梁弯扭更严重,对支座处混凝土和预埋板要求就更高,满足不了混凝土就会酥松,角钢预埋件与锚筋有拉脱可能。

(二)导致轨道啃轨现象发生的原因。吊车梁中心线与轨道中心线偏差可能超出规范要求,桥式起重机刚度不够大,AB轴线轨道面标高有高差。

(三)部分轨道间焊接连接脱开。主要是轨道焊接质量不好、轨道面不平整原因造成。

(四)柱子垂直度不满足规范要求的原因有。现浇钢筋混凝土柱施工有误差会造成柱垂直度不满足规范要求;一柱两桩基出现沉降差,由于本项目设计要求工程桩基进入中风化岩层不小于2m,底沉渣厚度<100mm,而施工时达到这个标准就可以满足要求,无论入岩桩底沉渣厚度是30mm 或者100mm,这就会造成一柱两桩出现沉降差;周边荷载的影响等。经测算一柱两桩基沉降差10mm 时,柱垂直度偏差71mm,笔者认为厂房柱倾斜与底沉渣厚度不同有关。

(五)同一厂房柱基础采用不同基础型式。不同的地基持力层,不满足抗震规范要求第3.3.4 条,会出现桩基与整板基础出现沉降差,导致柱、吊车梁面有高差。

四、防治安全隐患的方案

通过以上原因分析,笔者提出以下防治方案:

(一)方案一:现有混凝土吊车梁形式不变。一是检查吊车梁中心线与轨道中心线是否重合,误差是否满足规范要求。检查AB 柱列轨道面高差是否满足规范要求;二是重新检查各柱中心线处柱子垂直度,误差是否满足规范要求;三是检查柱、吊车梁的预埋件是否松动,吊车梁与柱连接焊接是否焊牢;四是将上柱及吊车梁底标高以下500 范围内柱用角钢加固,加强约束吊车梁与柱连接;五是将吊车梁与栈桥上柱间混凝土面凿毛,后用高强无收缩浇注料浇注捣实;六是对钢件如栏杆、预埋件等进行防腐处理;七是调整吊车梁中心线与轨道中心线尽可能重合,轨道间隙过大要补焊;八是对有缺陷的钢筋混凝土构件进行修补。贯通裂缝的走道板应更换;九是A 轴线柱间支撑被切断的邻柱列增加一道柱间支撑;十是从现场看,柱子倾斜因施工质量引起的,待观测一段时间后再确定是否对柱、基础加固。

(二)方案二:改用钢吊车梁形式。一是重新检查各柱中心线处的垂直度,误差是否满足规范要求;二是拆除原有混凝土吊车梁及混凝土走道板,改用钢吊车梁、钢走道板、钢边梁;三是将上柱用角钢加固,加强约束吊车梁与柱连接;四十制作安装好吊车梁及制动板、边梁、轨道及栏杆;五是A 轴线柱间支撑被切断的邻柱列增加一道柱间支撑;六是利用生产间歇时间对柱钢板加固施工,吊车梁、走道板、边梁均为工厂制作;七是行车滑触线换新安装。

无论采用何种加固方案,须对现在的厂房应急处理:检查并加固柱与吊车梁的预埋连接是否可靠,有贯通裂缝走道板更换,调整一下轨道平整度、中心线以及轨道连接件连接。

五、结语

本文依据结构现场检测的结果,结合项目的实际情况,分析了影响结构安全性的原因并提出消除安全隐患的处理建议,得出以下建议供设计人员参考:一是露天栈桥柱基础采用同一类型基础,如采用入岩桩基,桩基沉渣厚度要求不小于50mm;二是渣处理厂房柱基础与水池基础脱开,以免相互影响;三是建议渣处理厂房柱采用钢筋混凝土柱,吊车梁采用钢吊车梁及其制动板体系,保证吊车横向刹车力能有效传递到柱上,以便于维修调整。施工时保证柱垂直度、吊车梁与柱连接(支座板、连接板)、吊车梁与制动板连接。

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