鐵塔安全檢測、工程鐵塔檢測、陜西鐵塔檢測、專業(yè)鐵塔檢測、鐵塔安全檢測維護(hù)

據(jù)南廣鐵路公司的有關(guān)驗收要求，確保通訊塔達(dá)到技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保鐵路通信安全暢通，7月18日南廣公司組織了由監(jiān)理、施工、鐵塔廠家、通信段、第三方檢測等單位組成的檢測組，對司施工管段無線通信鐵塔檢測，此次第三方檢測主要檢查鐵塔鋼構(gòu)件的規(guī)格與尺寸，構(gòu)件外形；整個鐵塔的平臺護(hù)欄、爬梯及護(hù)罩、整體垂直度、防腐涂層厚度是否符合各項技術(shù)指標(biāo)；連接節(jié)點的防松措施、螺栓絲口外露、焊縫外觀質(zhì)量、焊接無損深傷、螺栓連接狀況、法蘭貼合是否合格。


　　為使檢測達(dá)到預(yù)期效果，司南廣通信專業(yè)積極主動配合此項工作，指派兩名專業(yè)技術(shù)人員參加第三方檢測，確保每一座通信鐵塔都達(dá)到設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

安全性檢測評定
李懿卿
摘要：本文以中國移動蘇州分公司某鐵塔結(jié)構(gòu)的安全性檢測評定為例，提出了移動信號發(fā)射鐵塔結(jié)構(gòu)安全性檢測評定的一種可行方法。
：鐵塔 結(jié)構(gòu)安全性 檢測評定

1 概述
 鐵塔結(jié)構(gòu)是移動信號的重要支撐物。隨著中國移動信號覆蓋面積的不斷擴(kuò)展，信號塔結(jié)構(gòu)的保有量不斷增加，鐵塔結(jié)構(gòu)的運行管理問題日益突出。同時，隨著時間的推移，鐵塔構(gòu)件鍍鋅層脫落及銹蝕，影響鐵塔的耐久性，也導(dǎo)致鐵塔材料的損傷和承載能力的降低，嚴(yán)重影響了鐵塔運行的安全性。因此，對鐵塔結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行檢測評定是保證鐵塔長期使用必要的技術(shù)措施。本文以中國移動蘇州分公司某鐵塔結(jié)構(gòu)的檢測評定為例，對移動信號發(fā)射鐵塔結(jié)構(gòu)安全性檢測評定的一般方法進(jìn)行闡述。
2 工程概況
 中國移動蘇州分公司某鐵塔，地址位于蘇州市，結(jié)構(gòu)形式為落地角鋼塔，鐵塔總高約51m，塔載有八臺RBS2202設(shè)備，塔身有兩層相距約5m的工作平臺。鐵塔現(xiàn)狀見圖1。
 
 
文章曾在寶冶《工程技術(shù)與管理》2010年3月刊發(fā)表，另被選為《2010年全國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會》參會。


3 結(jié)構(gòu)安全性檢測
 鐵塔結(jié)構(gòu)的安全性檢測是對結(jié)構(gòu)安全評定的最重要的環(huán)節(jié)，為結(jié)構(gòu)承載能力驗算提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)安全性檢測包括安全狀態(tài)檢測及安全性能檢測。 
3.1 鐵塔結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)檢測
3.1.1 構(gòu)件尺寸測量
 鐵塔全高51m，檢測人員使用游標(biāo)卡尺對鐵塔構(gòu)件的尺寸進(jìn)行了測量，見圖2。部分主要受力構(gòu)件尺寸如下：腿部主材∟160×15，腿部斜材∟125×10，塔身主材∟140×12，塔身交叉斜材∟110×10；塔腳板厚度16mm；塔身受力構(gòu)件角鋼最小尺寸為∟45×5，均滿足規(guī)范要求（規(guī)范規(guī)定[1]：鋼塔桅結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要受力的角鋼截面不宜小于∟45×4；塔腳板厚度不宜小于16mm）。


3.1.2 鋼構(gòu)件外觀損傷檢測
 通過肉眼觀察，發(fā)現(xiàn)鋼構(gòu)件表面鍍鋅層有腐蝕現(xiàn)象并產(chǎn)生輕微銹漬，銹蝕深度約為0.2mm，見圖3。




3.1.3 節(jié)點連接檢測
 節(jié)點連接檢測包括母材和角焊縫以及螺栓連接質(zhì)量的檢測，通過對塔腿根部連接處等部位無損探傷、金相及硬度檢測，結(jié)果均合格，焊縫外觀飽滿，無明顯缺陷，見圖4。連接螺栓的直徑為18mm，滿足《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（Gb50135-2006）[1]提出的最小12mm的要求，塔腿與塔身的弦桿角鋼連接接頭的一端螺栓數(shù)為20個，螺栓的排列和距離均滿足規(guī)范要求，見圖5。
 


 


3.1.4 結(jié)構(gòu)水平位移檢測
 采用徠卡TC02全站儀，對該鐵塔結(jié)構(gòu)水平位移進(jìn)行了測量，檢測時按照變形測量中投點法的有關(guān)規(guī)定，測定鐵塔頂部相應(yīng)底部的偏移值。從檢測結(jié)果中可以看出，鐵塔塔頂水平位移為810mm（1/63），不滿足《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[1]（Gb50135-2006）限值1/75的要求。
3.1.5 相鄰基礎(chǔ)間的沉降差測量
 根據(jù)實際情況，采用Leica NA2型水準(zhǔn)儀，取塔腿的根部作為本次測量的測點，對鐵塔進(jìn)行沉降檢測。具體測量數(shù)據(jù)結(jié)果見表1，測點布置圖及相鄰基礎(chǔ)間的沉降差見圖6。計算結(jié)果顯示鐵塔相鄰基礎(chǔ)間的沉降差值為3.25‰，小于《移動通信工程鋼塔桅結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（YD 5131-2005）[3]規(guī)定的限值5‰，滿足規(guī)范要求。
表1 鐵塔相鄰基礎(chǔ)間的沉降測量數(shù)據(jù)
測點號 S1 S2 S3 S4 S1
測點相對沉降值（mm） -26 -12 -5 0 -26
測點距離（mm） 8000 8000 8000 8000
相鄰基礎(chǔ)間的沉降差 1.75‰ 0.88‰ 0.63‰ 3.25‰




3.2 鐵塔結(jié)構(gòu)安全性能測試
3.2.1構(gòu)件變形情況
 未發(fā)現(xiàn)塔身有明顯損傷，本次檢測對鐵塔的部分主要受力構(gòu)件的撓度變形進(jìn)行了測量，抽查檢測發(fā)現(xiàn)多根構(gòu)件發(fā)生變形，相鄰節(jié)點彎曲度小于1‰，均在規(guī)范允許范圍[2]之內(nèi)。
3.2.2材料性能測試
 本次檢測對鐵塔材料性能的測試包括鋼材的硬度測試、基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度及碳化深度測試。
 采用里氏硬度計對鋼材的硬度進(jìn)行了測試，見圖7，對每個測量部位進(jìn)行五次試驗，測試結(jié)果[4，5]見表2。


 


表2 鋼材硬度的檢測結(jié)果
檢測環(huán)境 干燥 儀器型號 TH160 里氏硬度計
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T17394-1998、GB/T 1172-1999
構(gòu)件位置 測量值 測量值 測量值 測量值 測量值 平均測量值 抗拉強(qiáng)度推定值
fccu,e(N/mm2)    
腿部主材1 398 421 433 429 432 423 500
腿部主材2 435 401 432 406 415 418 489
腿部斜材 450 451 394 424 435 431 520
塔身主材 401 404 475 398 467 429 515
塔身斜材 395 336 386 356 365 368 395
備注 推定主材的牌號為Q345，塔身斜材的牌號為Q235。
 
 現(xiàn)場對鐵塔的基礎(chǔ)進(jìn)行開挖，見圖8?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度檢測采用現(xiàn)場回彈測試，混凝土碳化深度現(xiàn)場采用噴射酚酞的方法，碳化深度約2mm，見圖9?；炷翉?qiáng)度回彈測試檢測結(jié)果[6]見表3。
 
  
4鐵塔結(jié)構(gòu)承載力驗算分析
4.1恒荷載的確定
 結(jié)合現(xiàn)場檢測結(jié)果及荷載實際分布情況，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[7]（Gb50009-2001）規(guī)定取值，恒荷載取結(jié)構(gòu)自重（配件自重，固定設(shè)備重等）。
 
表3 混凝土強(qiáng)度回彈計算表
構(gòu)件編號 混凝土抗壓強(qiáng)度換算值（MPa） 現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值（MPa）
 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 最小值 
鋼筋混凝土基礎(chǔ) 基礎(chǔ)J1 22.1 1.05 21.7 21.7
 基礎(chǔ)J2 23.2 2.30 22.1 22.1
 基礎(chǔ)J3 22.5 1.84 21.5 21.5
 基礎(chǔ)J4 24.6 2.19 22.3 22.3
備注 推定基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級為C20。
 
 
4.2活荷載的確定
 按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[7]（Gb50009-2001）中的有關(guān)規(guī)定，平臺等效均布荷載取2.0 kN/m2，50年一遇基本風(fēng)壓取0.55 kN/m2。
4.3安全性計算分析
4.3.1上部結(jié)構(gòu)承載力驗算
 我方結(jié)合現(xiàn)場測繪數(shù)據(jù)，采用同濟(jì)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)軟件3D3S對結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行建模計算分析，截面尺寸均為銹蝕后尺寸。計算簡圖及結(jié)果見圖10～圖11。
 分析結(jié)果顯示鐵塔結(jié)構(gòu)抗力與效應(yīng)比值（）均大于1，但少數(shù)構(gòu)件長細(xì)比不滿足要求。超限信息如下：
 塔腿與塔身橫桿長細(xì)比計算值為233，塔頭交叉斜材長細(xì)比計算值為202，均大于規(guī)范的限制200。
 綜上所述，鐵塔結(jié)構(gòu)抗力與效應(yīng)比值（）均大于1，少數(shù)構(gòu)件長細(xì)比不滿足要
 求，結(jié)構(gòu)基本滿足規(guī)范要求。
                                       
 
 
 
4.3.2基礎(chǔ)承載力驗算
 根據(jù)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[1]（Gb50135-2006）相關(guān)規(guī)定，我方結(jié)合現(xiàn)場測繪數(shù)據(jù)對鐵塔基礎(chǔ)承載力進(jìn)行了驗算，測繪成果與計算書見表4。計算結(jié)果顯示：鐵塔基礎(chǔ)承載力及抗拔、抗壓、抗滑穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。
5結(jié)論與建議
 （1）鐵塔構(gòu)件鍍鋅層腐蝕，有輕微銹漬產(chǎn)


生，尚不影響結(jié)構(gòu)承載力，基本符合現(xiàn)行規(guī)范使用要求，建議做防腐處理。
 （2）鐵塔節(jié)點連接焊縫飽滿，螺栓質(zhì)量以及構(gòu)造要求均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。 
 （3）鐵塔構(gòu)件尺寸、相鄰基礎(chǔ)間的沉降差均滿足規(guī)范結(jié)構(gòu)，但塔頂水平位移大于規(guī)范限值，不滿足規(guī)范要求，建議對塔身做糾偏處理。
 （4）鐵塔主要受力構(gòu)件相鄰節(jié)點間的
表4  基礎(chǔ)承載力計算書


彎曲值小于1‰，均滿足規(guī)范要求。
 （5）對塔腿根部連接處等部位無損探傷、金相及硬度檢測，檢測結(jié)果均合格。
 （6）使用3D3S軟件對塔結(jié)構(gòu)分析計算結(jié)果顯示，鐵塔結(jié)構(gòu)抗力與效應(yīng)比值均大于1，少數(shù)構(gòu)件長細(xì)比不滿足要求，建議對長細(xì)比超標(biāo)的構(gòu)件增加側(cè)向支撐。
（7）根據(jù)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（Gb50135-2006）相關(guān)規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場測繪數(shù)據(jù)對鐵塔基礎(chǔ)承載力進(jìn)行了驗算，計算結(jié)果顯示：鐵塔基礎(chǔ)承載力及抗拔、抗壓、抗滑穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。
6結(jié)束語
 本文提出的對移動鐵塔結(jié)構(gòu)的檢測方法是在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)安全性檢測方法的基礎(chǔ)上結(jié)合鐵塔結(jié)構(gòu)的特點，提出的在役鐵塔的檢測與評定方法。該方法主要從鐵塔結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)及安全性能兩方面檢測，對鐵塔上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)兩方面進(jìn)行承載力驗算，綜合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)及承載力驗算結(jié)果對鐵塔結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行評定。
參考文獻(xiàn)：
1.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，GB 50135-2006
2.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，GBJ 144-90
3.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，移動通信鋼塔桅結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，YD/T 5131-2005
4.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，金屬里氏硬度試驗方法，GB/T 17394-1998
5.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，黑色金屬硬度及強(qiáng)度換算值，GB/T 1172-1999
6.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程，JGJ/T 23-2001
7.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，GB 50009-2001