鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)問題分析
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
|
閱讀量:
隨著社會(huì)的發(fā)展,大跨度空問結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日趨增多,鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以它的受力合理,造價(jià)經(jīng)濟(jì),外形多變美觀而廣泛應(yīng)用于大型體育場(chǎng)館、工業(yè)廠房、大型展廳等建筑場(chǎng)所,我司負(fù)責(zé)管理的沈海高速公路漳州段10個(gè)收費(fèi)站收費(fèi)棚中有7個(gè)是采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力合理,是因?yàn)槠涫芰Τ士臻g工作狀態(tài),作為網(wǎng)架的所有桿件都能參與工作,其剛度和整體性明顯優(yōu)于平面結(jié)構(gòu),具有良好的抗震性能。同時(shí),網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的理論研究日趨成熟,電算技術(shù)不斷完備,且高強(qiáng)材料的應(yīng)用,桿件與節(jié)點(diǎn)制作的定型化、工業(yè)化及簡(jiǎn)便有效,不斷創(chuàng)新的施工方法為建筑領(lǐng)域鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的發(fā)展創(chuàng)造了條件[1]。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一般空間跨度較大,但在拼裝成整體之前,還不能起到空間作用,且施工比一般平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝技術(shù)和精確程度要求較高,因而在網(wǎng)架工程施工中,應(yīng)嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205)、《網(wǎng)架工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》》(JGJ78)及《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等進(jìn)行檢測(cè)及工程質(zhì)量控制。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和網(wǎng)架的具體特點(diǎn),我司在收費(fèi)棚網(wǎng)架的施工中從以下內(nèi)在因素加強(qiáng)和完善網(wǎng)架的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè),對(duì)控制網(wǎng)架工程質(zhì)量十分重要[2]。
1 桿件應(yīng)力測(cè)試
網(wǎng)架施工分制作和安裝兩個(gè)過程,一般部件制作在工廠完成,而在工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。桿件在下料或機(jī)器加工過程中難免存在一定的偏差,現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),又受環(huán)境、溫度、安裝工藝及前期工程中支座軸線及標(biāo)高等因素影響,使得網(wǎng)架在拼裝過程中產(chǎn)生附加應(yīng)力,導(dǎo)致局部桿件的實(shí)際受力與設(shè)計(jì)相差較大,甚至危及網(wǎng)架的安全使用。例如,漳浦收費(fèi)站收費(fèi)棚網(wǎng)架為43.2×24.5m的螺栓球正放四角錐形式,檢測(cè)中對(duì)部分主要受力桿件進(jìn)行了應(yīng)力監(jiān)控測(cè)試,該網(wǎng)架系現(xiàn)場(chǎng)高空拼裝,由于偏差累計(jì),造成個(gè)別支座點(diǎn)偏差較大,而施工單位采用滑輪倒鏈?zhǔn)┘油饬Γ瑥?qiáng)行糾偏,使得所測(cè)個(gè)別桿件應(yīng)力幾乎達(dá)到屈服強(qiáng)度,因檢測(cè)時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)了該嚴(yán)重的錯(cuò)誤施工法,立即制止并避免了該作法可能造成的不利后果。因此,為保證網(wǎng)架的工程質(zhì)量,對(duì)網(wǎng)架特別是大型、異性網(wǎng)架的桿件應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試是尤為必要的。
測(cè)試應(yīng)力的桿件一般可選擇設(shè)計(jì)內(nèi)力較大的桿件、支座附近桿件、在同一節(jié)點(diǎn)球上規(guī)格變化較大的較小規(guī)格桿件,方法采用粘貼應(yīng)變片。為了消除溫度影響,應(yīng)變片采用全橋或半橋溫度自動(dòng)補(bǔ)償法;應(yīng)變片在桿件同一截面兩個(gè)或四個(gè)對(duì)稱位置分別粘貼,以利于分析桿件軸向受力與彎曲受力狀況。
這樣,可以在網(wǎng)架不同受荷階段得到相應(yīng)狀況下的桿件應(yīng)力,同時(shí)也可監(jiān)控焊接工藝或網(wǎng)架吊裝對(duì)桿件的影響程度。這一點(diǎn)曾在對(duì)某大型懸挑網(wǎng)架檢測(cè)時(shí)起到了明顯的效果,該懸挑網(wǎng)架根部下弦處桿件規(guī)格為蟲159×12,一端采用螺栓球節(jié)點(diǎn),一端與焊接球支座焊接連接,施工時(shí)先把螺栓球一端的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)拼完后開始焊接支座處一端,焊完后發(fā)現(xiàn)桿件中部普遍向上起拱變曲,最大變形達(dá)5mm~6mm,因?yàn)闂U件當(dāng)時(shí)并未受其他外力作用,為找其原因,對(duì)桿件焊接端采用了不同的工藝焊接,同時(shí)測(cè)試其桿件應(yīng)力變化,經(jīng)測(cè)試分析,發(fā)現(xiàn)主要是焊接工藝不當(dāng)加之冬季施工,造成焊縫收縮不勻,其中焊接產(chǎn)生的附加彎曲應(yīng)力達(dá)43.8MPa,后經(jīng)改變焊接工藝,對(duì)每根桿件采用多次對(duì)稱施焊,有效的消除了桿件彎曲現(xiàn)象。
桿件應(yīng)力測(cè)試,不可能直接反映全部設(shè)計(jì)荷載下的應(yīng)力值,但從所測(cè)部分網(wǎng)架桿件在不同荷載階段的應(yīng)力表明,其應(yīng)力與受荷大小基本呈線性比例關(guān)系,因此可由一定荷載下的應(yīng)力推算出全部設(shè)計(jì)荷載下的相應(yīng)桿件應(yīng)力,為科學(xué)真實(shí)的分析網(wǎng)架受力提供重要依據(jù)。
2 座的反力及相對(duì)高差調(diào)整
網(wǎng)架支座的受力狀況,直接影響網(wǎng)架及下部支撐結(jié)構(gòu)的受力,要消除支座不合理受力的影響,一方面控制和減小多種因素造成的累積偏差,另一方面應(yīng)嚴(yán)格要求土建工程對(duì)支座軸線和標(biāo)高的控制。工程中如因上述原因造成網(wǎng)架支座偏差較大和懸空現(xiàn)象時(shí),就應(yīng)進(jìn)行支座相對(duì)高差和支座反力調(diào)整,以保證網(wǎng)架及下部結(jié)構(gòu)的受力安全。例如某周邊支承的焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架,共52個(gè)支座,高空拼裝完成后,在自重下有懸空支座25個(gè),占全部支座的48%,其中個(gè)別支座附近的桿件應(yīng)力也達(dá)相應(yīng)荷載下設(shè)計(jì)應(yīng)力值的140%~200%,而懸空支座附近桿件應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)應(yīng)力,為消除該應(yīng)力重分布對(duì)網(wǎng)架和下部結(jié)構(gòu)的不利影響,檢測(cè)中對(duì)該網(wǎng)架的支座反力進(jìn)行了調(diào)整,通過力傳感器和同步液壓頂升系統(tǒng)對(duì)懸空支座進(jìn)行墊塞鋼板,使支座最終受力與設(shè)計(jì)值基本相符,經(jīng)多年使用后效果良好。因此,特殊情況下對(duì)支座反力進(jìn)行調(diào)整也是十分重要的檢測(cè)手段。
實(shí)際上,《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205)和《網(wǎng)架工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ78)中均對(duì)網(wǎng)架的安裝偏差提出相應(yīng)的要求,其目的就是要保證網(wǎng)架的實(shí)際受力狀況與設(shè)計(jì)相符,而對(duì)相對(duì)高差較大或懸空的支座進(jìn)行調(diào)整,也是為保證網(wǎng)架的合理受力及下部支承結(jié)構(gòu)的安全,因此支座的反力及高差調(diào)整應(yīng)當(dāng)以受力合理為前提。
通過對(duì)一些網(wǎng)架工程中支座相對(duì)高差的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)支座高差偏大主要是由于拼裝偏差或焊接應(yīng)力引起附加變形造成,通過支座調(diào)整,可消除該附加變形對(duì)網(wǎng)架局部受力造成的不利影響,所以在對(duì)支座調(diào)整過程中,應(yīng)當(dāng)以相應(yīng)支座處桿件的受力安全為重點(diǎn),不能盲目追求相對(duì)標(biāo)高的一致而不考慮受力。例如,在一個(gè)柱點(diǎn)支承的廠房網(wǎng)架檢測(cè)中,個(gè)別支座相對(duì)高差較大,其中最低與最高支座相對(duì)高差達(dá)81ram,相鄰支座最大相對(duì)高差為42mm,均超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,而施工單位為了減小支座相對(duì)高差,僅對(duì)較低支座盲目頂升,導(dǎo)致該支座處的下弦桿彎曲變形,相鄰支座出現(xiàn)懸空,檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)后,立即制止了該錯(cuò)誤做法。經(jīng)分析原因,造成支座相對(duì)高差較大主要是由于網(wǎng)架分塊吊裝后在高空對(duì)支座桿件拼裝時(shí)偏差較大引起,因此調(diào)整中,要求對(duì)頂升導(dǎo)致桿件變形的支座高度進(jìn)行降低復(fù)原,對(duì)較高支座的豎向肋板適當(dāng)降低,并對(duì)偏差較大的支座桿件進(jìn)行了調(diào)整,確保網(wǎng)架受力合理的同時(shí),減小了最低與最高支座高差及相鄰支座高差,滿足了規(guī)范要求。
3 網(wǎng)架撓度測(cè)試
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的撓度,是設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的綜合反映,一般包含網(wǎng)架的自重?fù)隙取⑽菝娼Y(jié)構(gòu)全部安裝完畢后的恒載撓度及網(wǎng)架分條(分塊)、高空滑移等施工時(shí)出現(xiàn)的撓度。按照《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)55(JGJ78―91)的規(guī)定,所測(cè)的撓度值不得超過相應(yīng)設(shè)計(jì)值的15%,因此在對(duì)網(wǎng)架撓度實(shí)際檢測(cè)中,應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行評(píng)定。
在對(duì)一些網(wǎng)架的檢測(cè)過程中,發(fā)現(xiàn)部分施工單位的自檢資料中經(jīng)常存在以下問題:有的把網(wǎng)架自重或受部分荷載(檁條、屋面板、馬道等)下的撓度測(cè)量值與全部設(shè)計(jì)荷載下的設(shè)計(jì)撓度值進(jìn)行比較和評(píng)定,有的把實(shí)測(cè)撓度與《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中對(duì)設(shè)計(jì)要求的容許撓度不大于L/250(L為跨度、用作屋蓋)或L/300(L為跨度、用作樓層)進(jìn)行比較評(píng)定,這顯然是不合適的。前者是荷載狀況沒有對(duì)應(yīng),后者是對(duì)設(shè)計(jì)提出的要求,也就是要求網(wǎng)架設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)選擇恰當(dāng)?shù)男问胶蛣偠?,這樣,一旦設(shè)計(jì)的形式和剛度確定,只有網(wǎng)架的計(jì)算撓度才與相應(yīng)荷載狀況下的實(shí)測(cè)撓度具有可比性,其實(shí)測(cè)撓度也才能真正反映網(wǎng)架的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量。
網(wǎng)架的撓度一般應(yīng)在不同受荷階段分別測(cè)試,因網(wǎng)架工程拼裝完成后,實(shí)測(cè)撓度結(jié)果中除撓度值外,難免存在施工偏差,撓度值隨荷載變化基本呈線性變化,而施工偏差一般不隨荷載變化而變化。
4 焊縫質(zhì)量檢測(cè)
通常網(wǎng)架有焊接空心球節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn)及焊接鋼板節(jié)點(diǎn)等形式,尤以前兩種形式最為常見。然而不論何種節(jié)點(diǎn),作為鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方法,焊接焊縫的質(zhì)量對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全起著尤為重要的作用。一般焊接鋼板(或焊接空心球)節(jié)點(diǎn)本身焊縫、焊接球的管球連接焊縫、螺栓球的鋼管與錐頭(封板)焊縫及球節(jié)點(diǎn)上的吊車懸掛點(diǎn)焊縫等級(jí)要求較高,因此檢測(cè)中,除對(duì)焊縫外觀嚴(yán)格檢查的同時(shí),要求對(duì)焊縫的內(nèi)在質(zhì)量按一、二級(jí)焊縫質(zhì)量等級(jí)采用超聲波探傷檢測(cè)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范))(GB50205)的要求,一級(jí)焊縫要求100%探傷檢測(cè),二級(jí)焊縫要求抽查20%,施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照該要求進(jìn)行自檢,當(dāng)全面自檢認(rèn)為合格基礎(chǔ)上進(jìn)行驗(yàn)證性檢測(cè)時(shí),可適當(dāng)減少檢測(cè)數(shù)量,但檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有不合格焊縫時(shí),應(yīng)當(dāng)加大檢測(cè)數(shù)量。
在網(wǎng)架的焊縫質(zhì)量檢測(cè)中,應(yīng)當(dāng)作到早檢查,早發(fā)現(xiàn),對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題認(rèn)真分析,以消除材料、工藝、環(huán)境或人為因素的影響,并應(yīng)對(duì)可能影響安全使用的所有焊接質(zhì)量進(jìn)行全面控制,否則就會(huì)產(chǎn)生隱患。例如某異型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架,檁托與上弦螺栓球應(yīng)采用螺栓連接,而工程中部分檁托因節(jié)點(diǎn)球上未加工螺孔,對(duì)檁托與鋼球采用了焊接,檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)個(gè)別焊縫有裂紋存在,經(jīng)分析,原因在于實(shí)心球材質(zhì)為碳當(dāng)量較高的45號(hào)鋼,且剛度大,散熱快,而焊接時(shí)又未采用預(yù)熱,致使焊接區(qū)域產(chǎn)生了脆性組織,在焊接應(yīng)力和脆性組織產(chǎn)生時(shí)的應(yīng)力共同作用下,使焊縫出現(xiàn)裂紋。針對(duì)這一質(zhì)量問題,結(jié)合工程實(shí)際提出了相應(yīng)的解決辦法,一是對(duì)出現(xiàn)裂紋的焊縫刨掉,重新預(yù)熱焊接,另外對(duì)未出現(xiàn)裂紋的焊縫采取氧-乙炔火焰后熱以消除應(yīng)力和改善內(nèi)部組織,經(jīng)過處理后取得了良好效果。
5 點(diǎn)力學(xué)性能檢驗(yàn)
網(wǎng)架球節(jié)點(diǎn)與桿件的配套檢驗(yàn),不僅是對(duì)材質(zhì),也是對(duì)焊接質(zhì)量的直接檢驗(yàn),有時(shí)也可對(duì)工程中的特殊情況進(jìn)行驗(yàn)證,以便更好的指導(dǎo)施工。在對(duì)某焊接球網(wǎng)架檢測(cè)中,網(wǎng)架在地面拼裝完成未吊裝前,需對(duì)部分規(guī)格的桿件進(jìn)行更換,因更換部位的節(jié)點(diǎn)球要重復(fù)受高溫作用,且更換會(huì)造成部分桿件與節(jié)點(diǎn)球間的焊縫變寬,為檢驗(yàn)該工藝對(duì)其受力性能是否產(chǎn)生影響,對(duì)其進(jìn)行了兩組節(jié)點(diǎn)配套力學(xué)性能的破壞性檢驗(yàn),其中一組試樣在加工時(shí),一端球經(jīng)高溫重復(fù)作用,另一端管與球間焊縫加寬,其高溫作用的次數(shù)和加寬焊縫寬度與實(shí)際更換時(shí)最不利狀況相同,另一組按正常工藝加工,經(jīng)檢驗(yàn),兩組均為與焊接球配套的管材首先破壞,力學(xué)性能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求,從而為處理上述情況提供了可靠依據(jù)。
綜上所述,網(wǎng)架的任何環(huán)節(jié)都是相互影響,相互制約的,加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段對(duì)于網(wǎng)架工程的質(zhì)量控制十分重要,而現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中,不僅要從外觀上嚴(yán)格控制,而且應(yīng)注重涉及內(nèi)在因素,才能有效的保證網(wǎng)架工程的質(zhì)量。
上一篇:
鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)撓度檢測(cè)測(cè)點(diǎn)布置
下一篇:
鋼結(jié)構(gòu)工程涂裝、鋼網(wǎng)架檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)