鋼桁架輸煤棧橋可靠性檢測分析

鋼桁架輸煤棧橋可靠性檢測分析1、工程概況鋼桁架輸煤棧橋的結(jié)構(gòu)形式為單跨簡支鋼結(jié)構(gòu)桁架棧橋結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)連續(xù)皮帶傳輸機，棧橋長32m，傾角20。由混凝土柱和主廠房懸臂梁支撐，棧橋中間為傳送帶，兩側(cè)布置為混凝土臺階。鋼桁架棧橋桿件為雙角鋼相并，跨度是29．4m的單跨鋼結(jié)構(gòu)，鋼桁架在主廠房一端為滾動支座，另一端為固定支座（圖1）。鋼桁架設(shè)計起拱L/500（為鋼桁架跨度），斷面尺寸為3．2mx3．0m，角鋼規(guī)格為L140X10，L140×90×10，L125×10，LIO0X8，L63X6，L80X8等。

該工程從投入使用到現(xiàn)在已有三十多年歷史，由于受礦區(qū)環(huán)境氣候和工作潮濕環(huán)境的影響，長期處于不利環(huán)境中，腐蝕情況El漸嚴重，結(jié)構(gòu)安全性降低。為了有效修復(fù)和加固受損結(jié)構(gòu)，保證整個煤倉生產(chǎn)系統(tǒng)的安全，對該工程的鋼結(jié)構(gòu)輸煤棧橋進行了結(jié)構(gòu)安全檢測分析，以確保整個煤倉生產(chǎn)結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)有足夠的耐久性。2、現(xiàn)場檢測2．1檢測內(nèi)容及方法現(xiàn)場檢測的范圍主要包括建筑物目前的使用狀況、整體變形等方面的情況；鋼結(jié)構(gòu)桿件斷面腐蝕情況，危險截面處截面面積，剩余承載力計算；鋼結(jié)構(gòu)變形估算?，F(xiàn)場檢查、測試的主要內(nèi)容包括：鋼結(jié)構(gòu)輸煤棧橋結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計建設(shè)年代和使用歷史、使用環(huán)境、使用功能；輸煤棧橋的結(jié)構(gòu)布置體系，承重結(jié)構(gòu)體系，圍護結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)及各種連接環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀。整個調(diào)查與檢測分三步進行，即初步調(diào)查、詳細調(diào)查和測試、補充檢測。初步調(diào)查主要對現(xiàn)場情況、環(huán)境狀況、生產(chǎn)特點、輸煤棧橋設(shè)計與施工歷史、輸煤棧橋變更、維修和改造作了調(diào)研，并熟悉圖紙，以便從整體上掌握輸煤棧橋的基本情況。初步調(diào)查結(jié)果見輸煤棧橋初步調(diào)查表。詳細調(diào)查和測試包括對鋼結(jié)構(gòu)輸煤棧橋的承重結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)和支撐系統(tǒng)的破損狀況與變形情況的檢查、測試。在詳細調(diào)查階段，對典型問題進行了拍照記錄，以便直觀了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件的缺陷、開裂、損傷及破壞情況。補充檢測是在對現(xiàn)場檢測結(jié)果進行整理和初步分析的基礎(chǔ)上，對個別尚不清楚和難以確定的項目再進行專項檢查和測試。2．2檢測結(jié)果該鋼結(jié)構(gòu)輸煤棧橋由兩個平行弦桁架通過上下水平橫向支撐組成，上下弦各11個節(jié)點，編號見圖1。其傾角為17．5。圍護結(jié)構(gòu)為藍色彩鋼板，單跨鋼結(jié)構(gòu)，跨度為28．039m，由兩個鋼筋混凝土框架柱和主廠房外伸懸臂梁支撐。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)東側(cè)鋼桁架下弦節(jié)點由于長期受到腐蝕性的煤水侵泡，腐蝕情況較嚴重，個別桿件幾乎斷裂。與東桁架下弦節(jié)點相比，東桁架上弦節(jié)點銹蝕情況較輕，節(jié)點板、焊縫及其相連的腹桿、上弦橫向水平支撐無明顯銹蝕，后經(jīng)處理的防銹漆完好；西桁架上、下弦節(jié)點及相連的桿件防銹漆已脫落，表面生成較薄的一層浮銹，銹蝕深度不大，未見層狀鐵銹脫落，桿件狀況基本良好。3、鋼桁架輸煤棧橋承載力分析3．1承載力驗算鋼桁架輸煤棧橋的驗算主要包括兩個桁架桿件承載力驗算、桿件與節(jié)點板焊縫連接驗算、桿件長細比驗算以及節(jié)點板驗算等。該輸煤棧橋為中間利用水平支撐及橫梁相連的兩個鋼桁架，其結(jié)構(gòu)計算可簡化為一榀桁架受力進行計算，桁架為平行弦桁架，中間加人字形腹桿及豎桿組成，一端固定鉸支，另一端滾動鉸支，其計算簡圖見圖2。雪荷載、積灰荷載及屋面活荷載、結(jié)構(gòu)層恒載等取值原則上按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，樓面活荷載依據(jù)《選煤廠建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》確定。

3．2驗算結(jié)果輸煤棧橋的東桁架由于長期受到煤水浸泡，腐蝕比較嚴重，特別是與下弦節(jié)點相連的桿件，包括豎腹桿、斜腹桿及下弦桿，根據(jù)國家《鋼結(jié)構(gòu)檢測評定及加固技術(shù)規(guī)程》規(guī)范，對其進行驗算。輸煤棧橋由于下弦節(jié)點銹蝕特別嚴重，與此相關(guān)的桿件、節(jié)點板及焊縫都產(chǎn)生了不同程度的銹蝕。檢測數(shù)據(jù)驗算結(jié)果表明，共有8根桿件不滿足承載力要求，焊縫除了桿件銹蝕破壞嚴重的7根桿件，剩余桿件焊縫均滿足承載力要求，對于節(jié)點板共有6個不滿足要求。輸煤棧橋西桁架腐蝕情況較輕，根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果桿件承載力、焊縫承載力及節(jié)點板均滿足承載力要求。4、鋼桁架輸煤棧橋變形分析4．1桿件變形此次檢測桿件變形主要測量了東桁架的腹桿，包括其平面內(nèi)變形和平面外變形，桿件平面外變形很小，表1給出了銹蝕嚴重的東桁架受壓腹桿平面內(nèi)變形的分析結(jié)果。

對于輸煤棧橋的東西兩個桁架都進行了垂直度測量，測點選擇在兩端及跨中三個測點，棧橋下端上部向東偏斜，中部上部向西偏斜，上端上部偏西，棧橋整體有扭轉(zhuǎn)趨勢，具體見表2。

4．3整體撓度輸煤棧橋由于使用時間較長，且東桁架個別桿件出現(xiàn)腐蝕銹蝕斷裂現(xiàn)象，需進行整體撓度測量，通過測量跨中撓度15mm。由于設(shè)計時桁架起拱L/500，即58．8mm，故整個桁架在近三十年的使用過程中，以及近期由于部分桿件銹蝕斷裂影響，輸煤棧橋跨中撓度共變化73．8mm。5、檢測結(jié)論根據(jù)該輸煤鋼桁架棧橋的現(xiàn)場檢測結(jié)果及結(jié)構(gòu)承載力計算分析，提出以下檢測結(jié)論：（1）東桁架桿件X3X4、X4X5、X5X6、X7X8、SIOX9、S10X10、S2X、$4X4、$6X6、$8X8、$9X9承載力不足，需要進行加固處理。（2）東