Методика обследования металлических конструкций

1.2. МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ  МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

 

 

  

В общем случае обследование металлических конструкций включает в себя: подготовительные работы (общее  знакомство с объектом, сбор и анализ технической документации, составление  рабочей программы обследования); натурное освидетельствование конструкций  с уточнением геометрической схемы, обмером элементов и узлов  и выявлением дефектов и повреждений; уточнение технологических и  атмосферных нагрузок и воздействий, а также собственного веса конструкций; оценку качества стали эксплуатируемых конструкций; анализ результатов обследования и составление технического заключения.

 

В подготовительные работы входят сбор и анализ технической документации, знакомство с объектом обследования и составление его рабочей  программы.

 

Сведения, необходимые для  обследования стальных конструкций  и оценки их технического состояния, содержатся в следующих документах: паспорте на здание и сооружение; комплекте  общестроительных и рабочих чертежей КМ и КМД; актах промежуточного контроля и приемки работ; журналах производства работ и авторского надзора; сертификатах, технических паспортах и других документах, удостоверяющих качество материалов, конструкций и деталей; материалах геодезической съемки положения конструкций при монтаже и экспула-тации; техническом журнале по эксплуатации здания и актах о результатах периодических осмотров; материалы о текущих и капитальных ремонтах, усилении и окраске; материалах, характеризующих фактические технологические нагрузки и воздействия (паспорт на оборудование, крановые книги и т.д.) ; отчетах и заключениях специализированных организаций о ранее выполненных обследованиях.

 

Для получения дополнительных сведений о состоянии конструкций  и истории их эксплуатации производится также опрос работников предприятия, занятых эксплуатацией строительных конструкций, технологического оборудования и их ремонтом.

Материалы, полученные на основании  анализа технической документации должны содержать:

 

паспортные данные (год  проектирования, монтажа и сдачи  объекта в эксплуатацию, организацию  — исполнителя технологической  и общестроительной частей проекта  и чертежей КМ и КМД, завода—изготовителя металлических конструкций и т.д.);

 

сведения о конструктивном решении здания (планы и разрезы  здания с указанием генеральных  размеров, монтажные схемы конструкций, чертежи КМ и КМД, состав перекрытий, покрытий и стенового ограждения и т.д.);

 

расчеты основных несущих  конструкций; сведения о материалах, использованных в конструкциях (марках сталей, метизах, электродах, сварочной  проволоке); характеристики грунтов;

 

основные сведения о технологическом  процессе и характеристике технологического и подъемно-транспортного оборудования, передающего нагрузки на стальные конструкции;

 

данные о внутрицеховой  и общезаводской средах (температурно-влажностный режим, состав и концентрация агрессивных по отношению к стали выделений, интенсивность и состав пылевыделений);

 

сведения о ремонтах и  повреждениях конструкций, выявленных при эксплуатации;

 

материалы о ремонте, окраске  и уселении конструкций, выполненных за период эксплуатации;

 

сведения о предполагаемом при реконструкции и техническом  перевооружении изменении нагрузок и воздействий технологического оборудования.

 

Объем и полнота полученной исходной информации во многом определяют состав и характер обследования конструкций, сроки его выполнения и стоимость  работ.

 

При знакомстве с объектом обследования выявляется соответствие проектного и фактического объемно-планировочного и конструктивного решения, предварительно оцениваются эксплуатационные воздействия (выделение пыли, влаги, агрессивных  реагентов, температурные, динамические и вибрационные воздействия и  т.д.), выделяются участки с наиболее интенсивными воздействиями и определяется способ доступа к конструкциям (возможность  осмотра конструкций с мостовых и подвесных кранов, технологического оборудования, переходных мостиков и  галерей, . передвижных подъемных механизмов, необходимость устройства подмостей, люлек и других приспособлений),

 

На основании анализа  технической документации и знакомства с объектом составляется рабочая  программа обследования, включающая:

 

состав и объем работ  по обследованию. Необходимость отдельных  видов работ определяется задачами обследования и зависит от общего состояния конструкций, наличия  технической документации и интенсивности  эксплуатационных воздействий;

 

разбивку здания на участки  обследования. Каждый участок составляет часть здания одной очереди строительства, имеющую одинаковое конструктивное решение и однородную эксплуатационную среду (температурно-влажностный режим, состав агрессивных выделений, режим  работы кранов, уровень динамического  воздействия оборудования и т.д.);

 

указания о способе  доступа для осмотра конструкций  со схемами необходимых приспособлений;

 

методику его выполнения;

 

перечень необходимых  приборов, инструментов и материалов;

 

маркировку элементов  конструкций и заготовки (формы) для записи результатов обследования;

 

мероприятия   по технике  безопасности при выполнении работ.

 

Натурное освидетельствование  включает в себя общий осмотр конструкций, детальный осмотр с инструментальной проверкой состояния элементов  и узлов, их замер и геодезическую  съемку положения конструкций. При  общем осмотре уточняется конструктивная схема элементов и узлов и  устанавливается ее соответствие проекту, определяются общее качественное состояние  конструкций, характер повреждений  и зоны наибольшей повреждаемости конструкций, выявляются отличные от проекта нагрузки и воздействия. Особое внимание при  общем осмотре следует обратить на отсутствие (пропуск при изготовлении в монтаже, удаление при эксплуатации) элементов несущих и связевых конструкций. По результатам общего осмотра намечаются места для  детальной проверки состояния конструкций и уточняется рабочая программа обследования.

 

Общий осмотр конструкций  проводится с имеющихся мест доступа (рабочих площадок, технологического оборудования, мостовых кранов и т.д.) по возможности без устройства специальных  подмостей. Для осмотра конструкций, расположенных на большой высоте, могут использоваться полевые бинокли  и оптические трубы.

 

Детальный осмотр производится для количественной оценки дефектов и повреждений элементов и  узлов, замера их величин и привязки места расположения. В зависимости  от состояния конструкций, выявленного  при общем осмотре, детальный  осмотр может быть сплошным или выборочным.

 

При сплошном осмотре проверяются  все элементы и узлы на обследуемом  участке. При выборочном — на участке осматриваются элементы и узлы в пределах 4,5 шагов основных рам (но не менее 20% площади участка) в зоне наиболее интенсивных технологических воздействий. Если при выборочном осмотре в конструкциях обнаружено большое количество повреждений или после реконструкции предполагается увеличение нагрузок и воздействий, то на участке проводится сплошной детальный осмотр. До проведения осмотра конструкции должны быть очищены от пыли, грязи и легко отслаивающихся продуктов коррозии.

 

Параллельно с детальным  осмотром конструкций обмеряются элементы и узлы для выявления соответствия их геометрических характеристик проекту. При отсутствии технической документации на основании обмеров, которые носят  выборочный характер, составляются обмерочные чертежи основных несущих конструкций со всеми необходимыми для расчета и разработки проекта усиления размерами. Точность замеров должна быть не менее:

 

при линейных размерах свыше 1000 мм   1 см

 

то же, от 100 до 1000 мм     1 мм

 

менее 100 мм 0,1 мм

 

При наличии технической  документации для каждой группы однотипных конструкций (ферм, колонн, балок и  т.д.) одного типоразмера (марки) производится обмер не менее двух конструктивных элементов.

 

При отсутствии технической  документации на каждом участке обследования для каждой группы конструкций обмеряются не менее трех конструктивных элементов. Для обеспечения необходимой  точности каждый элемент замеряется не менее чем в трех местах.

 

Если при обмере обнаружены расхождения в сечениях элементов  свыше допуска на прокат, то замеряются сечения всех наиболее нагруженных  элементов.

 

Для определения размера  сечений элементов, узлов и повреждений  используются материальные инструменты, обеспечивающие заданную точность (рулетки, металлические линейки, штангенциркули и т.д.). Толщина элементов при  одностороннем доступе к конструкциям замеряется ультразвуковыми толщиномерами или сверловкой отверстия.

 

Для выявления прогибов и  искривлений элементов между  концами элемента натягивается струна диаметром 0,2—0,4 мм и штангенциркулем  или металлической линейкой замеряются стрелки искривления. Для измерения  искривлений элементов большой  длины рекомендуется использовать геодезические методы.

 

Отклонение элементов  от вертикали может измеряться отвесами. Угловые отклонения определяются оптическими  квадрантами или уровнями. Для  выявления отклонений конструкций  от проектного положения применяются  геодезические методы контроля с  использованием теодолитов, нивелиров, лазерных визиров и других приборов, а также методы фотограмметрии. При  выполнении геодезических съемок мостовые и подвесные карны должны быть удалены от места проведения замеров. По результатам геодезической съемки составляются планы и профили крановых путей с указанием расстояний между осями подкрановых рельсов и смещением рельсов с осей подкрановых балок, схемы отклонений колонн от вертикали и осадок колонн.

 

Состояние заклепок и болтов нормальной и повышенной точности контролируется молотком массой 0,2—0,3 кг. При ударе  ослабленные заклепки и незатянутые  болты подают глухой, дребезжащий  звук или перемещаются. Неплотности прилегания головок к пакету и между листами в пакете проверяются набором щупов толщиной 0,1—0,5 мм. Для контроля натяжения высокопрочных болтов используются тарировочные ключи.

 

Для выявления состояния  сварных швов их очищают от грязи  и пыли и специальными шаблонами  замеряют катеты. Поверхность шва  тщательно осматривается особенно в местах возможного появления трещин. Для обнаружения мелких трещин можно  использовать лупу с 6—8-кратным увеличением. В сомнительных случаях поверхность  шва очищается от металлического блеска, протравливается раствором  азотной кислоты, промывается водой  и просушивается, после чего смазывается  керосином. Через некоторое время  на поверхности шва проступает очертание  трещины.

 

В наиболее ответственных  конструкциях, работающих в тяжелых  условиях, для выявления внутренних дефектов и трещин при необходимости  могут использоваться физические методы контроля — просвечивание рентгеновскими и гамма-лучами, магнитографическая и ультразвуковая дефектоскопия. Трещины  в основном металле определяются при наружном осмотре. В сомнительных случаях для выявления трещины  поверхность металла очищают  и обрабатывают с помощью керосина аналогично сварным швам. Для уточнения  наличия трещины можно хорошо заточенным зубилом вдоль предполагаемой трещины снять небольшую стружку. Раздвоение последней указывает на трещину. Для выявления "дыхания" трещины и динамики ее развития на поверхность участка с трещиной наносится маркировка на основе канифольных тензочувствительных (хрупких) лаков.

 

При определении степени  коррозионного износа конструкции  визуально оценивают в общем состояние противокоррозионной защиты — наличие дефектов и повреждений покрытия, их вид [24] и относительную площадь участков с поврежденным покрытием. В местах с поврежденным покрытием устанавливается характер коррозионного поражения металла и замеряется глубина коррозии. Места замеров зачищаются от следов коррозии. При равномерной коррозии толщина элементов замеряется штангенциркулем или микрометром. При наличии питингов и язв замеры выполняются с помощью измерительных скоб с острым наконечником. Каждый элемент замеряется не менее чем в трех сечениях, в каждом сечении проводится не менее трех замеров толщиньз.

 

Результаты натурного  обследования конструкций представляются в виде ведомостей дефектов и повреждений, таблиц результатов замера элементов  и узлов, схем расположения элементов  по результатам геодезической съемки. При отсутствии технической документации по результатам замеров составляются обмерочные чертежи основных конструкций с детализацией, соответствующей стадии КМ.

 

Ведомости дефектов и повреждений  составляются по отдельным видам  конструкций (стропильные и подстропильные фермы, колонны, подкрановые балки  и т.д.) и включают геометрические схемы конструкций с указанием  сечений и маркировкой элементов  и узлов, а также таблицы с  указанием места расположения, вида и количественного показателя дефекта  или повреждения. В необходимых  случаях ведомости дополняются  эскизами элементов и узлов с  дефектами и повреждениями, фотографиями.

 

Методические указания по осмотру конструкций. При осмотре  конструкций особое внимание следует  обращать на места, наиболее уязвимые с точки зрения возникновения  дефектов и повреждений, элементы и  узлы, повреждения которых представляют наибольшую опасность, а также элементы и конструкции, в которых после  реконструкции увеличатся усилия от технологических нагрузок и воздействий.