高速公路钢结构纪念碑既有结构检测鉴定分析

段 振 凯

(山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012)

高速公路钢结构纪念碑既有结构检测鉴定分析

段 振 凯

(山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012)

以大运高速公路雁门关纪念碑为例，根据该纪念碑的形式，利用全站仪、超声波测厚仪、高精度涂层测厚仪等常用检测仪器，对该结构强度、耐久性进行检测鉴定，为类似的钢结构纪念碑鉴定分析提供参考。

钢结构纪念碑，检测鉴定，强度

0 引言

随着人类社会的发展，纪念碑作为一种文化的象征，承载着特定时期的民族文化。建国后随着我国基础建设的大力发展，很多形式各样的纪念碑如雨后春笋般涌现，随之而来很多早期建成的纪念碑由于长时间的风吹日晒，很多地方已经出现破损，因此对纪念碑既有结构进行检测鉴定分析显得尤为必要。

1 工程概况

大运高速公路雁门关纪念碑建成于2003年9月，位于忻州高速公路新原段雁门关隧道南段。纪念碑碑高36.4 m，底宽13.14 m，顶宽6.73 m，基座为3 m高钢筋混凝土结构，主体结构采用钢结构，外贴不锈钢面板。目前该纪念碑主体钢结构锈蚀严重，部分外贴不锈钢面板接缝处胶体老化，部分不锈钢面板脱落，且该结构基座西南角局部区域存在不均匀沉降现象。该纪念碑现状见图1,立面布置图见图2。

2 主体结构现场检测结果

2.1 相对沉降变形观测

采用R-422NM全站仪对该结构东、南、西、北四面基座相对沉降进行了观测。观测结果见图3～图6，图中整数数据为各测点之间的相对高差，单位为mm，小数数据为各测点与全站仪视准线之间的相对高程，其单位为m。

依据GB 50007—2011建筑地基基础设计规范表5.3.4关于当20 m

2.2 基座现状调查与评价

经现场检测，该结构基座顶面局部存在下沉现象，地砖存在破损现象，典型损伤见图7。

2.3 漆膜涂层检测

该纪念碑顶端不锈钢挂板脱落，导致该结构内部钢结构杆件全部锈蚀，且顶端部分的杆件锈蚀较严重，会明显的降低结构的承载能力以及稳定性。典型锈蚀构件见图8，图9。

2.4 结构外观质量及损伤检测

现场采用拍照、绘图记录、文字描述等方式对该结构外观质量进行检测。经现场检测，该结构顶端部分外贴不锈钢面板接缝处胶体老化，顶端部分面板存在脱落现象等情况。典型损伤见图10，图11。

3 整体结构校核计算分析及安全性鉴定

采用MIDAS Gen结构设计软件对该钢结构建模并进行承载能力验算分析。刚架的结构计算模型见图12。模型中结构自重由软件自动计算，荷载及计算参数依据现场检测结果及GB 50009—2012建筑结构荷载规范、GB 50017—2003钢结构设计规范选取，详细参数见表1。

表1 荷载及结构设计参数选取

参数名称选取参数参数名称选取参数抗震设防类型一般设防类(丙类)基本设防烈度8度设计基本地震加速度0.20g建筑场地类别Ⅱ类屋面活载0.5kN/m2基本风压0.5kN/m2

考虑到杆件锈蚀导致的杆件截面削弱情况，在钢结构杆件应力计算过程中，进行了适当的减小截面，杆件强度验算应力比见图13。该结构杆件的强度验算应力比(轴向应力比)均小于1，且根据计算结果，杆件的长细比、弯曲应力比及整体稳定性基本满足规范要求。

据上述验算结果，依据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准第4.3.2条的有关规定，对网架构件的承载能力等级进行鉴定评级，详细结果见表2。

根据钢结构承载力验算结果可知，在该结构现状锈蚀的情况下，虽然杆件的承载力基本满足承载力要求，但目前钢结构内部杆件锈蚀较严重，现有钢结构已存在安全隐患。因此依据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准第6.3.2条的有关规定，该钢结构的安全性等级应评为Bu级。

表2 网架构件的安全性等级评定结果

4 检测鉴定结论及建议

依据对大运高速公路雁门关纪念碑现有结构的现场检测结果、计算分析及鉴定情况，做出如下结论。

4.1 鉴定结论

大运高速公路雁门关纪念碑现有结构的静力安全性等级，依据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准第3.3条及GB 50144—2008工业建筑可靠性鉴定标准表3.2.8的规定，该建筑主体结构静力安全性等级综合评定为Bsu级，即目前大运高速公路雁门关纪念碑既有结构的安全性能基本满足国家现行规范要求，但钢结构构件锈蚀严重，为了确保结构正常安全使用，建议尽快采取可靠措施进行修复。

4.2 处理建议

1)由于该纪念碑顶端不锈钢挂板脱落，导致该结构内部钢结构杆件全部锈蚀，且顶端部分的杆件锈蚀较严重，随着防腐涂层的老化、损伤，结构构件不可避免的发生锈蚀，会明显的降低结构的承载能力以及稳定性，锈蚀严重的杆件会引起局部破坏甚至导致整体倒塌。为避免对结构产生更严重的影响，建议立即对杆件进行除锈和防锈处理，锈蚀严重的构件应进行更换。

2)该结构部分外贴不锈钢面板接缝处胶体老化，建议对胶体老化部位进行修复。

3)该结构顶端部分不锈钢面板焊点脱开，部分外贴不锈钢面板已松动，且部分不锈钢面板已脱落，考虑该纪念碑所处地理环境的特殊性，刮风较大，建议立即采取有效措施进行加固修复。

4)该结构构件连接焊缝未发现开裂现象，但出现锈蚀现象，建议采取有效措施进行除锈、防锈处理。

[1] GB/T 50344—2004,建筑结构检测技术标准[S].

[2] GB/T 50621—2010,钢结构现场检测技术标准[S].

[3] JGJ 81—2002,建筑钢结构焊接技术规程[S].

[4] GB 50205—2001,钢结构工程施工质量验收规范[S].

[5] GB 50009—2012，建筑结构荷载规范[S].

[6] GB 50017—2003,钢结构设计规范[S].

[7] GB 50007—2011,建筑地基基础设计规范[S].

[8] JGJ 8—2007,建筑变形测量规范[S].

[9] GB/T 8162—2008，结构用无缝钢管[S].

Investigationandanalysisofexistingstructuresofsteelstructuresinexpressway

DuanZhenkai

(TheCommunicationsPlanningSurveyingandDesigningInstituteofShanxiProvince,Taiyuan030012,China)

The Da-Yun expressway Yanmenguan monument as an example, according to the form of monument, with total station instrument, ultrasonic thickness, high precision coating thickness tester used for testing instruments, detection and identification of the structural strength, durability, and provide a reference for the identification of similar analysis of steel structure monument.

steel structure monument, detection identification, strength

TU391

：A

1009-6825(2017)24-0050-03

2017-06-11

段振凯(1989- )，男，助理工程师