鋼管廠AOD臺車混凝土墻基座開裂后安全性鑒定

  混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)墻(qiang)基(ji)(ji)座(zuo)開裂(lie)(lie)后存在(zai)安(an)全(quan)隱患，此類(lei)結(jie)構安(an)全(quan)性(xing)(xing)檢測鑒定(ding)案例(li)較少。浙(zhe)江浙(zhe)江鋼(gang)業有限公司(si)結(jie)合(he)工(gong)(gong)程實(shi)例(li)介紹混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)墻(qiang)基(ji)(ji)座(zuo)開裂(lie)(lie)后安(an)全(quan)性(xing)(xing)鑒定(ding)，為(wei)類(lei)似(si)工(gong)(gong)程提供(gong)參考。混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)基(ji)(ji)座(zuo)承載機器重量和負荷，保證(zheng)AOD臺(tai)車(che)平穩正常(chang)(chang)運行(xing)，故(gu)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)墻(qiang)基(ji)(ji)安(an)全(quan)性(xing)(xing)必須得到保證(zheng)。通常(chang)(chang)，混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)結(jie)構在(zai)使(shi)用過(guo)程中(zhong)會(hui)出(chu)現裂(lie)(lie)縫(feng)，其導致持(chi)久強(qiang)度(du)的降低，如保護層剝落(luo)、鋼(gang)筋腐蝕、混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)碳化等，存在(zai)安(an)全(quan)隱患，故(gu)需對(dui)開裂(lie)(lie)后混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)結(jie)構的安(an)全(quan)性(xing)(xing)鑒定(ding)。本文(wen)介紹鋼(gang)管(guan)廠AOD臺(tai)車(che)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)墻(qiang)基(ji)(ji)座(zuo)開裂(lie)(lie)后安(an)全(quan)性(xing)(xing)鑒定(ding)。鋼(gang)管(guan)廠房的AOD臺(tai)車(che)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)墻(qiang)基(ji)(ji)座(zuo)建于(yu)2006年，為(wei)鋼(gang)筋混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)結(jie)構，該基(ji)(ji)座(zuo)長22.5m，每側(ce)寬(kuan)2.54m，地面以(yi)上(shang)高度(du)為(wei)5.36m，實(shi)景照片(pian)見圖(tu)。AOD臺(tai)車(che)在(zai)生(sheng)產過(guo)程中(zhong)對(dui)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)墻(qiang)基(ji)(ji)座(zuo)略有振動，且有高溫(wen)影響(xiang)。基(ji)(ji)座(zuo)內側(ce)設有隔熱措施，基(ji)(ji)座(zuo)外側(ce)未設置(zhi)任何保護措施。該墻(qiang)基(ji)(ji)座(zuo)于(yu)2011年~2012年期(qi)間，陸(lu)續出(chu)現數條豎向裂(lie)(lie)縫(feng)。

  現場(chang)對該混(hun)凝土(tu)(tu)墻基(ji)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)表(biao)面寬(kuan)度及(ji)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)深(shen)度進(jin)行(xing)檢測(ce)(ce)，部分(fen)檢測(ce)(ce)結果見表(biao)。通過對裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)深(shen)度和裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)表(biao)面寬(kuan)度檢測(ce)(ce)結果進(jin)行(xing)分(fen)析可知，基(ji)座(zuo)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)主(zhu)要(yao)分(fen)為(wei)(wei)3個類型：第(di)(di)一類為(wei)(wei)沿墻體高度方向(xiang)基(ji)本(ben)通長(chang)開裂(lie)(lie)，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)表(biao)面寬(kuan)度0.15mm~0.30mm，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)深(shen)度80.6mm~236.3mm；第(di)(di)二(er)類為(wei)(wei)長(chang)度較短的豎向(xiang)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)，該類裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)表(biao)面寬(kuan)度為(wei)(wei)0.05mm~0.10mm，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)深(shen)度小于80mm；第(di)(di)三種(zhong)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)為(wei)(wei)不(bu)規(gui)則裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)表(biao)面寬(kuan)度0.05mm，裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)(feng)深(shen)度為(wei)(wei)60mm左右。現場(chang)隨機抽取部分(fen)位(wei)置(zhi)，采用鉆芯(xin)法(fa)檢測(ce)(ce)混(hun)凝土(tu)(tu)抗(kang)壓強(qiang)度，部分(fen)位(wei)置(zhi)檢測(ce)(ce)基(ji)座(zuo)內部混(hun)凝土(tu)(tu)抗(kang)壓強(qiang)度，檢測(ce)(ce)結果表(biao)明混(hun)凝土(tu)(tu)抗(kang)壓強(qiang)度滿(man)(man)(man)足(zu)設計(ji)要(yao)求(qiu)。通過現場(chang)檢測(ce)(ce)，混(hun)凝土(tu)(tu)墻基(ji)水(shui)平方向(xiang)鋼筋間距及(ji)豎直(zhi)(zhi)方向(xiang)鋼筋間距的滿(man)(man)(man)足(zu)設計(ji)及(ji)驗收規(gui)范(fan)要(yao)求(qiu)，并通過局部鑿除(chu)，鋼筋直(zhi)(zhi)徑滿(man)(man)(man)足(zu)設計(ji)要(yao)求(qiu)。經查(cha)閱(yue)相關資料(liao)（送檢報告等），墻基(ji)鋼筋力學性能滿(man)(man)(man)足(zu)設計(ji)要(yao)求(qiu)。

  該基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)上(shang)設備(bei)生產過程分(fen)為(wei)靜置、搖(yao)爐、冶煉、出鋼4個(ge)(ge)(ge)階(jie)(jie)(jie)段，4個(ge)(ge)(ge)階(jie)(jie)(jie)段按(an)(an)順序循環，一個(ge)(ge)(ge)循環約60分(fen)鐘。現(xian)場在基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)上(shang)每個(ge)(ge)(ge)設備(bei)支(zhi)座(zuo)(zuo)處(chu)各放(fang)置3個(ge)(ge)(ge)加(jia)速(su)度傳感器，采(cai)集(ji)生產過程中每個(ge)(ge)(ge)階(jie)(jie)(jie)段的(de)(de)作(zuo)用于基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)的(de)(de)X向(xiang)（南北向(xiang)）、Y向(xiang)（東(dong)西(xi)向(xiang)）及Z向(xiang)（豎直(zhi)向(xiang)）加(jia)速(su)度時程曲線(xian)，加(jia)速(su)度傳感器布(bu)置見圖(tu)。本次采(cai)用ABAQUS有限元模(mo)擬(ni)軟件(jian)(jian)對該基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)進行有限元模(mo)擬(ni)計算。該基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)為(wei)鋼筋(jin)混凝土(tu)構(gou)件(jian)(jian)，混凝土(tu)采(cai)用單(dan)(dan)元、鋼筋(jin)采(cai)用單(dan)(dan)元。按(an)(an)照結(jie)構(gou)構(gou)件(jian)(jian)之間的(de)(de)實際連(lian)接(jie)構(gou)造(zao)和構(gou)件(jian)(jian)與(yu)基(ji)(ji)礎的(de)(de)實際連(lian)接(jie)構(gou)造(zao)設置邊界位(wei)移條(tiao)件(jian)(jian)。根據(ju)委托單(dan)(dan)位(wei)提供的(de)(de)荷(he)載(zai)(zai)信(xin)息，基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)上(shang)爐體(ti)(ti)自(zi)動(dong)為(wei)700噸，滿(man)載(zai)(zai)時860噸，爐體(ti)(ti)荷(he)載(zai)(zai)通過基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)上(shang)的(de)(de)4個(ge)(ge)(ge)支(zhi)座(zuo)(zuo)作(zuo)用于基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)，將爐體(ti)(ti)荷(he)載(zai)(zai)平(ping)均分(fen)配(pei)到4個(ge)(ge)(ge)支(zhi)座(zuo)(zuo)，A側(ce)兩個(ge)(ge)(ge)支(zhi)座(zuo)(zuo)每個(ge)(ge)(ge)另(ling)加(jia)64噸的(de)(de)荷(he)載(zai)(zai)。南端的(de)(de)活動(dong)平(ping)臺(tai)及大(da)門（加(jia)配(pei)重）折算為(wei)面荷(he)載(zai)(zai)施加(jia)于基(ji)(ji)座(zuo)(zuo)頂面。根據(ju)振(zhen)(zhen)動(dong)測(ce)(ce)試結(jie)果(guo)，機器設備(bei)產生的(de)(de)激勵(li)以正(zheng)弦波(bo)(bo)輸入(ru)，正(zheng)弦波(bo)(bo)的(de)(de)頻(pin)(pin)率及振(zhen)(zhen)幅按(an)(an)實測(ce)(ce)振(zhen)(zhen)動(dong)頻(pin)(pin)率及實測(ce)(ce)最(zui)大(da)加(jia)速(su)度值輸入(ru)。

  首先計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)結(jie)構(gou)自(zi)身動力(li)特性(xing)，計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)結(jie)構(gou)前(qian)十階(jie)自(zi)振(zhen)(zhen)周期，計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)結(jie)果(guo)(guo)見表(biao)，第一階(jie)和第三階(jie)振(zhen)(zhen)型示意圖(tu)見圖(tu)。根據計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)結(jie)果(guo)(guo)，第一階(jie)、第二(er)階(jie)的(de)結(jie)構(gou)自(zi)振(zhen)(zhen)頻率(lv)(lv)為32.9Hz左(zuo)右(you)，根據振(zhen)(zhen)動檢測結(jie)果(guo)(guo)，基座在靜(jing)置狀態(tai)上(shang)部(bu)爐體(ti)作(zuo)用于(yu)(yu)(yu)基座的(de)振(zhen)(zhen)動頻率(lv)(lv)為50 Hz左(zuo)右(you)，該頻率(lv)(lv)一直作(zuo)用于(yu)(yu)(yu)整個生產(chan)過程(cheng)，另搖(yao)爐、冶(ye)煉、出(chu)(chu)鋼(gang)(gang)工(gong)(gong)作(zuo)狀態(tai)時，爐體(ti)作(zuo)用于(yu)(yu)(yu)基座的(de)振(zhen)(zhen)動頻率(lv)(lv)較小(xiao)，外部(bu)振(zhen)(zhen)動頻率(lv)(lv)與結(jie)構(gou)自(zi)振(zhen)(zhen)頻率(lv)(lv)不重合。分別計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)無(wu)振(zhen)(zhen)動作(zuo)用及有外部(bu)振(zhen)(zhen)動（靜(jing)置、搖(yao)爐、冶(ye)煉、出(chu)(chu)鋼(gang)(gang)）作(zuo)用下(xia)混(hun)凝(ning)(ning)土和鋼(gang)(gang)筋(jin)的(de)應(ying)(ying)力(li)應(ying)(ying)變值(zhi)(zhi)(zhi)，各(ge)工(gong)(gong)況(kuang)下(xia)混(hun)凝(ning)(ning)土及鋼(gang)(gang)筋(jin)最大(da)應(ying)(ying)力(li)計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)結(jie)果(guo)(guo)如表(biao)。經計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)，各(ge)工(gong)(gong)況(kuang)混(hun)凝(ning)(ning)土及鋼(gang)(gang)筋(jin)的(de)最大(da)應(ying)(ying)力(li)均小(xiao)于(yu)(yu)(yu)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)值(zhi)(zhi)(zhi)。將各(ge)工(gong)(gong)況(kuang)各(ge)控制截(jie)面的(de)應(ying)(ying)變實測值(zhi)(zhi)(zhi)與理(li)論(lun)值(zhi)(zhi)(zhi)進行比較，結(jie)果(guo)(guo)見圖(tu)。據圖(tu)可知，各(ge)控制截(jie)面各(ge)工(gong)(gong)況(kuang)作(zuo)用下(xia)應(ying)(ying)變實測值(zhi)(zhi)(zhi)小(xiao)于(yu)(yu)(yu)理(li)論(lun)值(zhi)(zhi)(zhi)。

  該(gai)結(jie)構第(di)一(yi)(yi)振型自振頻率(lv)為(wei)32.9Hz，與實測振動頻率(lv)不(bu)重合(he)，不(bu)存在(zai)(zai)(zai)(zai)共振現(xian)象。根(gen)據裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)檢測結(jie)果，第(di)一(yi)(yi)類裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)沿基(ji)(ji)(ji)座(zuo)長度方向基(ji)(ji)(ji)本(ben)等間距(ju)分(fen)布(bu)(bu)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)自上而下(xia)基(ji)(ji)(ji)本(ben)通(tong)長開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)，該(gai)類裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)主要(yao)由于混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)，產(chan)生(sheng)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)應力，當收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)應力大于混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)抗(kang)拉(la)強度時(shi)，混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)。第(di)二類裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)是第(di)一(yi)(yi)類裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)產(chan)生(sheng)初期，早(zao)期收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)在(zai)(zai)(zai)(zai)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)應力較(jiao)大處(chu)先開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)分(fen)布(bu)(bu)不(bu)規律，混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)后早(zao)期應力得到釋放，后期產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)應力集(ji)中在(zai)(zai)(zai)(zai)某些已(yi)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)位置繼(ji)續釋放，逐(zhu)漸形(xing)成第(di)一(yi)(yi)種裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)形(xing)態。第(di)三類裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)為(wei)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)表面(mian)的(de)(de)(de)不(bu)規則網狀(zhuang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)，該(gai)類裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)主要(yao)由混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)養護(hu)過程中水(shui)分(fen)快速(su)揮發(fa)導(dao)致混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)表面(mian)形(xing)成干縮(suo)(suo)(suo)(suo)裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)。另兩混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)基(ji)(ji)(ji)座(zuo)間為(wei)煉鋼爐，經現(xian)場(chang)了解，爐體溫(wen)度為(wei)1700℃，基(ji)(ji)(ji)座(zuo)內側(ce)雖采用防火磚、鋼板等保護(hu)隔熱(re)措施。但基(ji)(ji)(ji)座(zuo)內側(ce)產(chan)生(sheng)較(jiao)高的(de)(de)(de)溫(wen)度場(chang)，在(zai)(zai)(zai)(zai)溫(wen)度場(chang)作用下(xia)，在(zai)(zai)(zai)(zai)基(ji)(ji)(ji)座(zuo)表面(mian)產(chan)生(sheng)拉(la)應力，對裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)和發(fa)展存在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)影(ying)響。上述3類裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)均(jun)為(wei)非受力裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)，根(gen)據《工業(ye)建(jian)筑可靠(kao)性(xing)鑒定標準(zhun)》第(di)6.2.5-1條，在(zai)(zai)(zai)(zai)室內正常環(huan)境下(xia)的(de)(de)(de)重要(yao)構件，當裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)寬(kuan)(kuan)度大于0.3 mm時(shi)，構件的(de)(de)(de)使用性(xing)等級(ji)評(ping)為(wei)c級(ji)。所測裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)寬(kuan)(kuan)度最(zui)大值為(wei)0.3mm，故(gu)上述裂(lie)(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)尚不(bu)明顯影(ying)響構件的(de)(de)(de)使用性(xing)。

  對裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)進行鑒定，結(jie)(jie)論如下：根(gen)據(ju)檢測(ce)結(jie)(jie)果和結(jie)(jie)構(gou)分析，該基(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)的產生主(zhu)要是由混凝(ning)土收(shou)縮和混凝(ning)土失水(shui)干縮引起，另基(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)內側的高(gao)溫形成(cheng)的溫度場對裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)的產生和發展存在(zai)一定的影響，基(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)為(wei)(wei)非受力裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)，裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)尚不顯著影響構(gou)件的使用性(xing)，考慮結(jie)(jie)果耐久性(xing)的要求，建議對裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)進行處理。該基(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)混凝(ning)土抗壓強度均(jun)滿(man)足(zu)設(she)計(ji)要求，其鋼筋配置滿(man)足(zu)設(she)計(ji)及(ji)驗(yan)收(shou)規(gui)范要求，碳(tan)化深(shen)度小于(yu)裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)(feng)深(shen)度。根(gen)據(ju)振動測(ce)試(shi)結(jie)(jie)果，結(jie)(jie)構(gou)自振頻(pin)率與外部振動頻(pin)率不一致(zhi)，經有限(xian)計(ji)算軟件ABAQUS結(jie)(jie)構(gou)分析，混凝(ning)土及(ji)鋼筋最(zui)大應力均(jun)小于(yu)設(she)計(ji)值，各(ge)工(gong)況(kuang)下各(ge)控制截(jie)面的應變實測(ce)值小于(yu)理論值。綜(zong)上(shang)所述，該結(jie)(jie)構(gou)的安全性(xing)等級評定為(wei)(wei)B級。本文以工(gong)程實例介紹(shao)了混凝(ning)土墻基(ji)(ji)(ji)座(zuo)(zuo)開裂(lie)(lie)(lie)后(hou)安全性(xing)檢測(ce)鑒定，文章中主(zhu)要闡述了檢測(ce)項(xiang)目、結(jie)(jie)構(gou)分析及(ji)安全性(xing)判(pan)定，為(wei)(wei)類似工(gong)程提供參考。