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    • 淺析高大鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚檢測(cè)與維修

      作者:admin 來源:未知 日期:2012/4/8 11:50:59 人氣: 標(biāo)簽:
      導(dǎo)讀:隨著我國(guó)的鐵路事業(yè)的高速發(fā)展,全國(guó)各地站臺(tái)都陸陸續(xù)續(xù)進(jìn)行了新建或是改建,從而徹底改變了部分城市火車站建筑的老、舊、丑的形象面貌。大多數(shù)都采用了安全美觀…
      隨著我國(guó)的鐵路事業(yè)的高速發(fā)展,全國(guó)各地站臺(tái)都陸陸續(xù)續(xù)進(jìn)行了新建或是改建,從而徹底改變了部分城市火車站建筑的老、舊、丑的形象面貌。大多數(shù)都采用了安全美觀的高大鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚來作為車站建筑的主要結(jié)構(gòu)設(shè)施。這些鋼結(jié)構(gòu)體系呈現(xiàn)出大體量、大跨度、結(jié)構(gòu)形式新穎的特點(diǎn),而隨之而來的是部分此類建筑出現(xiàn)了幾次由于設(shè)計(jì)施工不規(guī)范,后期觀測(cè)、檢查不及時(shí)所引發(fā)的問題,甚至是質(zhì)量事故,以及相延伸的這些鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚的后期日常檢測(cè)和維護(hù)都提到日程上來。本文對(duì)上述問題進(jìn)行了剖析和探討,并提出自己的一些可行性意見。
        
        一、鐵路車站雨棚建設(shè)發(fā)展及現(xiàn)狀
        
        鐵路客站雨棚發(fā)展及建設(shè)現(xiàn)狀回顧我國(guó)鐵路客站站臺(tái)雨棚的建設(shè),其形式主要以單柱Y形和雙柱∏形為主,主體結(jié)構(gòu)材料多為鋼筋混凝土,屋面材料則由五六十年代的石棉瓦或瓦楞鐵、七八十年代的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圓孔板發(fā)展到九十年代的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板和彩色壓型鋼板
        
        到了本世紀(jì)無站臺(tái)柱鋼結(jié)構(gòu)雨棚車站成為大家較為認(rèn)可的發(fā)展方向。無站臺(tái)柱雨棚的優(yōu)點(diǎn)有:①給站臺(tái)上的旅客留下了最大的活動(dòng)空間;②可以給站臺(tái)帶來寬敞、通透的視覺美感;③解決了風(fēng)雨對(duì)旅客、機(jī)車和站臺(tái)的侵?jǐn)_問題。
        
        二、高大鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚質(zhì)量事故分析
        
        2011年7月25日17時(shí)30分,京滬高鐵安徽定遠(yuǎn)站附近供電設(shè)施上方雨棚鐵皮被風(fēng)刮落,將動(dòng)車供電線砸斷,致20余趟列車晚點(diǎn)。至20時(shí)35分,線路故障排除,延誤列車恢復(fù)運(yùn)行,普遍晚點(diǎn)3個(gè)小時(shí)以上。
        
        2011年8月18日沿海客專樂清站,鋼結(jié)構(gòu)雨棚沿口封口板脫落,觸碰接觸網(wǎng),導(dǎo)致接觸網(wǎng)承力索燒毀。
        
        上述質(zhì)量事故發(fā)生后,我們對(duì)相關(guān)事故調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了分析及統(tǒng)計(jì),對(duì)部分車站的鋼結(jié)構(gòu)雨棚進(jìn)行了考察,發(fā)現(xiàn)目前類似結(jié)構(gòu)雨棚存在如下幾種問題:一、鋼結(jié)構(gòu)雨棚存在屋面板固定不牢,沿口、包邊、吊頂板脫開;二、鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕,涂料脫落;三、鋼結(jié)構(gòu)焊口微裂縫。
        
        由于上述無站臺(tái)柱雨棚屬于大跨度且周邊不做封閉鋼結(jié)構(gòu),距離地面高度不低于10米,所以雨棚上下表面均不同程度受到較大風(fēng)荷載,并且由于追求造型美觀,使得鳳在其表面存在著分離、再附、漩渦、回流等多種復(fù)雜的三維流動(dòng)現(xiàn)象,因此風(fēng)荷載系數(shù)不好確定,表面風(fēng)荷載分布情況也非常復(fù)雜。
        
        三、風(fēng)壓力分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
        
        由于目前我國(guó)的《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》未對(duì)高大鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚類似結(jié)構(gòu)做出明確的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)要求,查詢與之類似的挑檐等相關(guān)資料,雖可借鑒,但無準(zhǔn)確性可言。針對(duì)此情況,拿出切實(shí)可行的規(guī)范是當(dāng)務(wù)之急。
        
        為確定風(fēng)荷載系數(shù),相關(guān)部門做了多次風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn),由結(jié)果可知,
        
        (1)0度風(fēng)向角時(shí),雨棚迎風(fēng)前緣部分絕大部分被風(fēng)負(fù)壓力控制,沿雨棚長(zhǎng)度方向兩側(cè)壓力系數(shù)增大,到達(dá)寬度方向減小。
        
        (2)90度風(fēng)向角時(shí),這個(gè)雨棚各個(gè)方向的風(fēng)壓力系數(shù)均為0,中部起拱區(qū)有小幅度加大,但程度小。
        
        (3)180度風(fēng)向角時(shí),雨棚的主要壓力系數(shù)分布在如下三個(gè)區(qū)域,即,雨棚程度方向的中部區(qū)域,被較大風(fēng)負(fù)壓控制,兩側(cè)區(qū)域,由于雨棚的迎角原因,雨棚下表面受較大風(fēng)壓力,雨棚上表面受氣流分離影響,向后這個(gè)區(qū)域受風(fēng)吸力影響。
        
        (4)270度風(fēng)向角時(shí),雨棚在程度方向上基本是呈現(xiàn)對(duì)稱的發(fā)布,主體壓力系數(shù)分布情況與90度是相似,即體現(xiàn)了風(fēng)壓力的對(duì)稱性。
        
        在普通風(fēng)壓力作用下,表面壓力分布均以負(fù)壓為主,敞開的雨棚可使上下表面風(fēng)壓力抵消。
        
        脈動(dòng)風(fēng)壓也是雨棚設(shè)計(jì)中必須給予考慮的因素,因?yàn)槊}動(dòng)風(fēng)引起結(jié)構(gòu)的風(fēng)振慣性力夠大,從主體結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)造來看,雨棚迎風(fēng)前緣脈動(dòng)風(fēng)壓最大,因?yàn)閬砹髟谇熬墖?yán)重分離,所以迎風(fēng)前緣是受脈動(dòng)風(fēng)壓影響最大區(qū)域。
        
        由上述分析可知雨棚表面以負(fù)壓可知為主,且邊緣壓力系數(shù)較大,是今后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)注重點(diǎn),雨棚中部區(qū)域由于起拱的作用,也存在較大的風(fēng)壓力,在設(shè)計(jì)中也要給予重視。
        
        四、加強(qiáng)施工過程監(jiān)管力度,加強(qiáng)工程質(zhì)量
        
        對(duì)不好的天氣條件,如當(dāng)焊接作業(yè)附近風(fēng)速度超過10m/s時(shí),不建議進(jìn)行焊接工作,或必要時(shí)有足夠遮擋條件后方可施焊,并減緩焊接速度,雪雨后,應(yīng)清除殘留水滴,做好烘干工作,并做好施工記錄。對(duì)中厚板焊接應(yīng)預(yù)熱,對(duì)碳素鋼厚度大于34mm和低合金鋼厚度大于30mm也應(yīng)預(yù)熱后再進(jìn)行焊接。嚴(yán)格控制尺寸偏差,包括焊縫的幾何尺寸,中心線位置等,反復(fù)核對(duì)后,確認(rèn)無誤并精心焊接。
        
        五、無柱雨棚的檢測(cè)與維修
        
        及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)雨棚的質(zhì)量隱患,比有效地維修更能保證使用者的安全。由于雨棚的使用特點(diǎn),結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建議房建管理者對(duì)主要受力的結(jié)構(gòu)件應(yīng)經(jīng)常性的進(jìn)行下述檢查工作:金屬疲勞強(qiáng)度、焊縫裂紋、結(jié)構(gòu)變形、破損等情況,對(duì)主要受力結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵焊縫及焊接熱影響區(qū)的母材應(yīng)加大頻率進(jìn)行檢查,若發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)及時(shí)排出檢查維修理。
        
        結(jié)構(gòu)件的檢查應(yīng)按下列程序進(jìn)行。日常檢查每日進(jìn)行,當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常聲響,或局部位置、構(gòu)件、頂棚板出現(xiàn)微小位移等情況時(shí),應(yīng)進(jìn)行檢查,并作好記錄每半年至一年噴刷油漆一次,油漆噴刷前應(yīng)清除金屬表面的銹跡、油污及其它污物。
        
        由于車站建筑的使用特點(diǎn)不允許停止使用后進(jìn)行檢測(cè),建議類似工程結(jié)構(gòu)采用無損檢測(cè),(NDT)。對(duì)于雨棚焊接焊縫質(zhì)量的檢測(cè),可采用射線和超聲檢測(cè)。焊縫表面質(zhì)量的檢驗(yàn)可目測(cè)或用10倍放大鏡,當(dāng)存在疑義時(shí),采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外觀質(zhì)量不滿足規(guī)定要求,必須進(jìn)行修補(bǔ)。螺栓連接結(jié)構(gòu),可用目測(cè)、錘敲相結(jié)合的方法檢查。并用扭力扳手對(duì)螺栓的緊固性進(jìn)行復(fù)查,特別是高強(qiáng)螺栓的連結(jié)更應(yīng)仔細(xì)檢查。對(duì)于結(jié)構(gòu)表面和近表面缺陷的檢測(cè)采用磁粉檢測(cè);對(duì)于雨棚殼結(jié)構(gòu)等非多孔性金屬材料和非金屬材料制件的表面開口缺陷的檢測(cè)建議使用滲透檢測(cè);當(dāng)采用兩種或兩種以上的檢測(cè)方法對(duì)構(gòu)件的同一部位進(jìn)行檢測(cè)時(shí),應(yīng)按各自的方法評(píng)定級(jí)別;采用同種檢測(cè)方法按不同檢測(cè)檢測(cè)工藝進(jìn)行檢測(cè)時(shí),如檢測(cè)結(jié)果不一致,應(yīng)危險(xiǎn)大的評(píng)定級(jí)別為準(zhǔn)。
        
        雨棚鋼結(jié)構(gòu)由于使用環(huán)境原因,有潮濕、存水、弱酸堿鹽環(huán)境的可能,容易生銹,銹蝕導(dǎo)致鋼材截面削弱,承載力下降。其截面厚度的變化反應(yīng)了鋼材的銹蝕程度。檢測(cè)鋼材厚度(必須先除銹))的儀器有超聲波測(cè)厚儀(聲速設(shè)定、耦合劑)和游標(biāo)卡尺。
        
        對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)質(zhì)量問題或是存在質(zhì)量隱患的雨棚鋼結(jié)構(gòu),務(wù)必需要專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)維修公司對(duì)有異議、有問題的構(gòu)件進(jìn)行撤換,補(bǔ)刷涂料。也可與有能力、有經(jīng)驗(yàn)的鋼結(jié)構(gòu)維修公司簽訂鋼結(jié)構(gòu)雨棚建筑的物業(yè)合同,這樣可以將其維修保養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌B(tài)化的管理工作,大大降低了由于監(jiān)管不力而發(fā)生的事故。
        
        五、結(jié)語
        
        將對(duì)高大鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚的日常檢查、檢測(cè)和保養(yǎng)納入火車站建筑保養(yǎng)部門的日常工作中是勢(shì)在必行的,其重要性不言而喻,涉及到了乘車旅客、鐵路系統(tǒng)工作人員的安全,保證了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩惩ā1疚囊燥L(fēng)洞試驗(yàn)為理論依據(jù),得出了結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn),為以后相關(guān)人員的研究給出了重點(diǎn),并對(duì)高大鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚的檢測(cè)和維修給出了切實(shí)可行的辦法,希望可以為后續(xù)相關(guān)工程的施工、維修、保養(yǎng)有所借鑒。
        
        參考文獻(xiàn):
        
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        [2]潘國(guó)華,無站臺(tái)柱雨棚設(shè)計(jì)若干問題的探討,鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2008,06期
        
        [3]何建華,符龍彪,鄭冰心,李敬學(xué),鹽城火車站無站臺(tái)柱雨棚風(fēng)荷載的風(fēng)洞試驗(yàn)研究,鐵道建筑,2007.7
        
        [4]《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》(鐵道部令第29號(hào)),中國(guó)鐵道出版社,2006年
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