某栈桥火灾后安全性鉴定

崔锡锐 山西省工业设备安装集团

1 工程概况

某钢栈桥结构形式为钢桁架，下部为单排混凝土结构支架。该钢栈桥长49.38m，宽4.60m。该钢栈桥发生火灾，火灾持续半个小时左右，可燃物燃烧结束后自然冷却。受此次火灾事故的影响，火灾影响范围为旧钢栈桥两跨范围内，影响面积约为197.54m2。

受本次火灾影响，该钢栈桥影响范围内的钢构件受到不同程度的损伤或破坏，为了解本次火灾事故对该钢栈桥结构安全状况的影响，以及确保后期的使用安全，特对本次火灾事故影响范围内的钢栈桥进行检测鉴定（见图1）。

图1 火灾后栈桥图

2 检测内容及结果

2.1 结构体系调查

该钢栈桥为箱型截面桁架结构，下弦节点支承于混凝土支架牛腿上。该钢栈桥钢材采用Q235B，C级普通螺栓。桁架制作时起拱，起拱高度为L/600。

2.2 火灾基本情况调查

经现场调查，该钢栈桥发生火灾，起火部位为拉紧间（3～4轴之间第③节间），起火原因为煤尘自燃，煤尘燃烧引起皮带燃烧，后引燃聚苯彩钢夹芯板，火灾持续30min左右，可燃物燃烧结束后自然冷却。

2.3 火作用调查

依据CECS 252：2009《火灾后建筑结构鉴定标准》中4.2条要求及附录A，根据火场残留物熔化、变形、燃烧、烧损程度等，推定现场火灾对结构的作用温度分区，检测结果见表1。

图2 钢栈桥检测分区示意图

表1 钢栈桥火灾作用温度分区推定

2.4 结构现状检测

2.4.1 结构烧灼损伤状况检查

依据CECS 252：2009《火灾后建筑结构鉴定标准》的要求，现场对桁架钢构件损伤状态进行检测，根据钢构件的残余变形与撕裂、局部屈曲与扭曲、连接板残余变形与撕裂、焊缝撕裂与螺栓滑移及变形断裂等进行评定。

现场钢构件损伤状态、分布区域及损伤等级结果见表2。

根据现场检测结果，受火灾温度影响，从温度低区域至温度高区域，钢构件强度有明显变低的趋势。

根据实验结果，钢材强度达到Q235B钢的要求，断后伸长率3个试件不满足Q235B钢的要求。说明钢材受火后，强度略降小，塑形性能降低，脆性增加。

表2 钢栈桥损伤状态、分布区域及损伤等级

表3 荷载及结构设计参数选取

3 结构承载力计算分析

普通热轧结构钢在高温下的力学性能会发生变化，所以需对现场高温过火后的钢材强度进行折减，依据《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS 252：2009 中的附录J，对不同温度区域的构件采用不同的屈服强度折减系数。

根据现场检测结果，采用3D3S结构计算分析软件对该钢栈桥桁架承载力进行验算校核，杆件截面以现场检测结果为准。模型中结构自重由软件自动导算，荷载依据现场检测结果、设计图纸及GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》选取，计算参数依据GB 50017—2017《钢结构设计标准》选取。具体参数见表3。

经验算，在各种工况组合下，考虑钢构件火灾后屈服强度折减，桁架主结构钢构件应力比均小于1，满足国家现行规范要求。表明该栈桥钢构件在高温冷却后，其承载力尚能满足规范要求，但是减小了该栈桥的安全储备。

4 建议

（1）建议对火灾中变形严重、承载力不足的维护结构檩条等尽快进行更换，维护保温复合板选用岩棉或玻璃丝棉等不燃保温材料。局部补强屈曲较严重的主要结构构件。

（2）更换所有松动的螺栓，补焊被撕裂的焊缝，对发生其屈曲的节点板进行局部加固处理。

（3）建议尽快对表面受损的钢构件进行防腐、防火喷涂处理。

（4）建议日常加强观察及维护，定期组织安全隐患排查，对查出的问题及时予以整改维修。