Методика обследования металлических конструкций

 

Конструкции покрытия. При  осмотре стропильных и подстропильных ферм необходимо проверить:

 

соответствие фактических  размеров сечений элементов и  узлов проектным;

 

прямолинейность стержней (наибольшую опасность представляют искривления  сжатых стержней), соединительные прокладки  в сжатых стержнях;

 

остаточные прогибы конструкций;

 

трещины в стыковых накладках  поясов и в фасонках, особенно в местах примыкания элементов с большими растягивающими усилиями. Опасность возникновения трещин, особенно в неотапливаемых зданиях, повышается, если зазоры между торцами элементов решетки и поясами меньше 40 мм, при обварке торцов элементов, в случае применения кипящей стали;

 

состояние опорных узлов  ферм (наличие опорных столиков, а также болтов, заклепок сварных  швов, плотность опирания опорных фланцев и т.д.);

 

состояние укрупнительных узлов  ферм (монтажные накладки, качество монтажных соединений);

 

условия опирания панелей покрытия или прогонов (эксцентриситет в передаче нагрузки, размер площади опирания, наличие приварки плит покрытия или закрепления прогонов);

 

степень коррозионного износа, особенно в узлах опирания фонарей, ендовах (из-за возможных протечек кровли), местах технологических выбросов. В фермах с элементами из спаренных уголков, эксплуатирующихся в агрессивных средах, возможно развитие щелевой коррозии и отрыв элементов от фасонок.

 

При осмотре связей по покрытию устанавливается наличие всех элементов  по проекту и прежде всего связей, закрепляющих сжатые элементы ферм (распорки по коньку, распорки в крайних панелях  нижнего пояса, при жестком сопряжении ферм с колонной) , прямолинейность элементов и состояние узлов их закрепления. При осмотре прогонов следует проверить их прогибы в вертикальной плоскости и в плоскости ската, состояние связей (тяжей) по прогонам, а также условия закрепления прогонов. В фонарных конструкциях основное внимание обращается на прямолинейность элементов и состояние болтовых узлов (наличие болтов и степень их затяжки). При осмотре плоских, профилированных, волнистых металлических листов покрытия основное внимание должно быть обращено на выявление коррозионных повреждений и состояние элементов крепления листов к несущим конструкциям (наличие сварных швов, количество и качество постановки самонарезающих винтов и т.д.),

 

2. Колонны и вертикальные  связи. При обследовании колонн  основное внимание следует уделять:

 

соответствию фактического сечения колонн проектному;

 

наличию искривлений колонн в плоскости и из плоскости  поперечной рамы;

 

отклонению колонн от вертикали;

 

механическим повреждениям нижних частей колонн — в местах проездов, зонах складирования, погрузки и разгрузки, на участках работы кранов с грейферами и магнитными шайбами;

 

состоянию их в местах опирания подкрановых балок (смещение опорных ребер балки с оси колонн, качество выполнения и состояние швов или заклепок крепления подкрановых консолей, наличие необходимых зазоров между колонной и краном и т.д.);

 

коррозионным повреждениям, особенно в узлах опирания конструкций покрытий, технологических площадок, подкрановых балок и в базах колонн, где возможны скопление мусора, пыли, увлажнения конструкций и протечка технологических жидкостей,

 

В горячих цехах следует  обратить внимание также на состояние  колонн вблизи источников эпловыделений (коробление, искривление элементов, повреждение лакокрасочных покрытий и т.д.). При осмотре связей следует выявить: соответствие фактической схемы и места расположения связей проекту; искривленные элементы; состояние узлов крепления связей, особенно в цехах с большими тепловыделениями и динамическими воздействиями. При наличии в температурном блоке двух дисков связей по колоннам следует обратить особое внимание на состояние диагоналей, восходящих к середине блока. В этих диагоналях при температурных    воздействиях   возникают   повышенные   напряжения.

 

3. Подкрановые конструкции.  При осмотре подкрановых балок  в первую очередь необходимо  выявить:

 

соответствие сечения  подкрановых балок проекту и  качество выполнения сварных швов (полномерность, дефекты);

 

трещины в верхних поясных  швах и околошовной зоне, прежде всего под стыками рельса и у опор балок. В балках с ребрами жесткости без вырезов трещины, как правило, зарождаются в местах пересечения поясных швов и швов крепления ребер к верхнему поясу; при ребрах с вырезами трещины часто появляются в стенке от конца выреза;

 

трещины в стенке под короткими  ребрами, если они не окаймлены продольным ребром;

 

погибы и поперечные трещины  верхнего пояса. Развитию поперечных трещин способствуют дефекты сварных стыковых швов, отверстия для крепления  рельса и другие концентраторы напряжений;

 

трещины в швах крепления  ребер жесткости к верхнему поясу;

 

состояние сварных стыковых швов нижнего пояса и наличие  в них непроваров, подрезов и других концентраторов напряжений.

 

В клепаных подкрановых балках следует проверить состояние  заклепок и наличие трещин в обушках  уголков верхнего пояса. В решетчатых подкрановых балках основное внимание следует обратить на состояние верхнего ездового пояса и трещины в  фасонках, швах крепления и элементах решетки, работающих на знакопеременные нагрузки. На участках с кранами тяжелого и весьма тяжелого режимов работы обследование подкрановых балок следует по возможности проводить как со стороны пролета, так и с внешней стороны.

 

При обследовании тормозных  конструкций и узлов крепления  балок к колоннам необходимо установить:

 

состояние крепления тормозного листа или фасонок тормозной фермы к верхнему поясу балки (трещины в швах, ослабление болтов или заклепок). Необходимо обратить внимание на под-варку тормозного листа или фасон к и снизу;

 

состояние узлов крепления  тормозной конструкции к колонне (трещины в накладках, разрушение швов крепления, слабление болтов и т.д.);

 

трещины, вырезы, погибы в  тормозном листе или тормозной  ферме;

 

состояние болтов крепления  балок между собой и к колоннам;

 

состояние сварных швов (болтов, заклепок) в узлах крепления балок  к колоннам и наличие трещин в  элементах крепления.

 

В узлах крепления балок  к колоннам с передачей горизонтальных усилий через упорные планки необходимо проверить степень обмятия мест контакта и наличие зазоров.

 

В неотапливаемых зданиях  и в цехах с избыточными  тепловыделениями необходимо обратить внимание на состояние температурных  швов в подкрановых конструкциях, величину зазора и возможность продольных перемещений при изменении температуры  конструкций.

 

При обследовании кранового  пути следует выявить:

 

состояние крановых рельсов  и их стыков (износ головки, Bbh боины, трещины);

 

состояние креплений рельса;

 

эксцентриситет рельса относительно оси  подкрановой балки;

 

план и профиль кранового  пути.

 

По результатам геодезической  съемки устанавливают прямолинейность  крановых рельсов, расстояние между  осями рельсов в пролете, высотные отметки головки рельса. Замеры проводятся в створе колонн и в середине пролета  подкрановых балок.

 

Коррозионные повреждения  подкрановых конструкций возникают, как правило, в местах скопления  грязи, пыли, влаги (узлы крепления балок  к колоннам, нижние пояса), вблизи технологических  трубопроводов, над травильными  ваннами и другими негерметичными агрегатами.

 

4.         Балки путей подвесных кранов. Обследование балок путей

 

подвесных кранов и монорельсов  включает в себя:

 

выявление возможных остаточных прогибов балок;

 

определение степени абразивного  износа по толщине и ширине ездовых  полок и толщине стенки в местах касания колес крана (при перекосе каретки);

 

осмотр узлов крепления  балок (состояние болтов, трещины  и т.д.);

 

установление положения  путей в плане и по вертикали исходя из результатов геодезической съемки. Замеры положения путей выполняются на опорах и в середине пролета балок, при этом определяется прямолинейность путей, расстояние между путями и перепады высот в одном створе и на соседних опорах.

 

5.         Прочие конструкции. При обследовании  рабочих площадок

 

особое внимание следует  обратить на:

 

состояние верхней зоны стенки балок, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижного состава. В этих балках возникают повреждения, аналогичные  подкрановым балкам;

 

состояние узлов крепления  второстепенных и главных балок  между собой и к колоннам;

 

ослабление сечения балок  и настила различными вырезами для  пропуска коммуникаций;

 

состояние стальных конструкций  площадок (коробление, выпучивание  элементов и т.д.) и защитных экранов  и футеровки в местах интенсивности  тепловых воздействий;

 

механические повреждения  в стойках, особенно в зоне проходов и проездов;

 

состояние вертикальных связей, особенно в цехах с избыточными  тепловыделениями;

 

коррозионные повреждения  без колонн, опорных узлов балок, а также балок и настилов в  местах скопления мусора, пыли, влаги  и возможных проливов технологических  жидкостей

 

При обследовании площадок для  обслуживания оборудования, посадочных площадок и мостиков, лестниц и  других вспомогательных конструкций  необходимо провести общий осмотр основных несущих элементов и узлов  их крепления, обратив внимание на механические повреждения и коррозионные поражения; проверить состояние ограждений площадок, лестниц и их креплений.

 

Уточнение нагрузок и воздействий  является составной частью обследования. Оно производится на основании анализа  технической документации и технологического процесса, натурного освидетельствования  и изучения данных ближайших метеостанций. Фактические нагрузки могут существенно  отличаться от проектных как по значению, так и по характеру воздействия, что позволяет выявить причины  возникновения повреждений и  разработать мероприятия по повышению  долговечности конструкций. Результаты уточнения нагрузок и воздействий  представляют собой также исходный материал для перерасчета конструкций. Нередко расчетные нагрузки при  проектировании назначаются с большим  запасом, поэтому одной из задач  уточнения нагрузок является вскрытие резервов несущей способности конструкций. В необходимых случаях для  уточнения нагрузок и воздействий  выполняются экспериментальные  исследования.

 

Для прогнозирования нагрузок и воздействий проводится анализ технологической части проекта  реконструкции, выявляется расположение, величина и характер воздействия  нового технологического оборудования, схема размещения коммуникаций, направление  и интенсивность грузопотоков и другие изменения технологического процесса. Следует также проанализировать опыт эксплуатации предприятий, имеющих технологию, аналогичную проектируемой.

 

Величина и интенсивность  нагрузок и воздействий на различных  участках цеха неодинаковы и зависят  от расположения технологического оборудования. Для сокращения работ по усилению конструкций исходя из результатов обследования целесообразно провести зонирование производственных участков по величине и интенсивности технологических воздействий и раздельно для каждого участка определить расчетные значения нагрузок. Для определения нагрузок от технологического оборудования составляется схема его размещения. Вес оборудования принимается по паспортам или рабочим чертежам.

 

Зоны складирования и  нагрузки от складируемых материалов устанавливаются   по данным технологических  служб.  В необходимых случаях  производится замер и контрольное  взвешивание оборудования и складируемых материалов.

 

При динамическом характере  нагрузок от оборудования экспериментально определяются частота и амплитуда  колебания конструкций, воспринимающих эти нагрузки. По результатам эксперимента устанавливается значение динамического  коэффициента для расчета конструкций.

 

На предприятиях, имеющих  производства с источниками пыле-выделении (сталеплавильные, литейные, цементные, аглофабрики и т.д.), толщина пыли на кровле может составить 20-30 см. Плотность пылевых отложений колеблется в пределах 900-2400 кг/мЗ. В результате дополнительная нагрузка на кровле достигает 2,3 кН/м2 и более. Скорость пылевых отложений в некоторых случаях доходит до 3 см/сут,

 

По способу образования  различаются пылевые отложения  от внешних и внутренних источников пылевыделений. Интенсивность накопления пыли от внутренних источников определяется характером технологического процесса, типом принятой системы вентиляции, ее состоянием, профилем кровли и носит, как правило, характер сосредоточенных  отложений. Интенсивность отложений  от внешних источников зависит от высоты здания, конфигурации покрытия, скорости и направления господствующих ветров.

 

При обследовании устанавливается  вид пылевых отложений (рыхлый, твердый), их плотность, толщина и скорость накопления. Для определения плотности  пыли с каждого характерного участка  покрытия — у фонарей, ветроотбойных щитов, у перепада высот, в ендовах берут по три пробы и результаты для каждой группы участков осредняются. По замерам толщины строится профиль пылеотложений. Скорость накопления пыли определяется по результатам повторного замера толщины пылеотложений спустя некоторое время.

 

Вопрос об учете нагрузок от пыли при расчете конструкций  зависит от местных условий и  должен решаться в каждом конкретном случае отдельно. Очевидно целесообразнее, определив исходя из несущей способности  конструкций предельную допустимую нагрузку от пыли, назначить, учитывая выявленную при обследовании скорость накопления пылеотложений, периодичность очистки.