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广播信号铁塔结构安全性检测评估报告及技术方案

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1 工程概况

铁塔使用时间过长,可能会出现塔构件锈蚀、螺栓松动、塔身水平位移过大,塔基不均匀沉降等危及铁塔结构安全性的状况。铁塔构件的钢铁与周围介质接触发生某种反应(主要是电化学反应)而逐渐遭到破坏的过程称为钢铁锈蚀。影响钢铁锈蚀的因素很多,主要包括钢铁自身的化学成分、金相组织以及大气环境的相对湿度、温度、风向、风速、腐蚀介质、结露、粉尘等。发射塔使用10多年以来,由于污染的加重,大气中CO2、SO2和尘埃的含量明显增加,而CO2、SO2的增加又使大气温度升高,这些都对钢铁的防锈造成了不利影响。因此,对塔身结构安全性进行检测鉴定是保证基站铁塔长期使用必要的技术措施。

2 检测评估目的及范围

为了分析基站铁塔结构整体的安全性,现需要对结构进行全面检测,包括塔身整体结构倾斜,构件的强度、变形、损坏,基础的承载力等方面进行检测,并用分析软件对结构整体进行验算,鉴定此结构的承载力是否符合要求,安全性能是否存在缺陷,并在此基础上给与相应的建议和处理措施。

3 检测评估依据及引用标准

3.1 评估依据及标准名称

(1)委托方提供的该建筑物建筑、结构设计图纸等资料;

(2)《钢结构检测与鉴定技术规程》(J10973-2007);

(3)《高耸结构设计规范》(GB50135-2006);

(4)《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);

(5)《塔桅钢结构施工及验收规程》(CECS80:96);

(6)《钢结构单管通信塔技术规程》(CECS236:2008);

(7)《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144-90);

(8)《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》 (GY5077-2007);

(9)《工程测量规范》(GB50026-2007);

(10)《钢铁工业建(构)筑物可靠性鉴定标准》(YBJ219-89);

(11)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001);

(12)《冶金建筑安装施工测量规范》(YBJ212-88);

(13)《金属显微组织检验方法》(GB/T13298-1991);

(14)《钢的显微组织评定方法》(GB/T13299-1991);

(15)《钢中非金属夹杂物显微评定方法》(GB/T 10561-1989);

(16)《金属里氏硬度实验方法》(GB/T17394-1998);

(17)《黑色金属硬度及强度换算值》(GB/T 1172-1999);

(18)《钢结构焊缝渗透检验方法》(JB/T6062-92);

(19)《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2001);

(20)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);

(21)《钢塔桅结构防腐蚀设计标准》(GY5071-2004)。

3.2 相关规定及限值

3.2.1外形尺寸要求

《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》 (GY5077-2007)第5.12.1规定:

构件的外形尺寸允许偏差应符合表5.12.1的规定:

表5.12.1 构件外形尺寸的允许偏差(mm)

 

项目

允许偏差

构件轴线长度

标准值

L≥5000

±3.0

L<5000

±2.0

同层同种构件相对值

L≥5000

±1.5

L<5000

±1.0

构件整体弯曲度

L/1500,且不大于5

构件局部弯曲度

被测长度的1/750,且不大于3

构件上节点板

平面内偏移

1.0

平面外偏移

2.0

节点板上螺孔偏移

1.0

多块节点板时,任意两组孔距或节点板上孔与基准线的距离

1.5

桅杆或组合构件横斜杆平面内、外的偏移

±3.0

固定拉线用节点板在平面内、外的偏移

2.0

5.12.2 焊接H 型钢的允许偏差应符合表5.12.2 的规定

表5.12.2 焊接H型钢的允许偏差(mm)

3.2.2焊缝质量要求

《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》 (GY5077-2007)

第5.11.7规定:焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。

第5.11.8规定: 碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成焊接24 小时以后,进行焊缝探伤检验。

第5.11.11规定:二级、三级焊缝外观质量标准应符合表5.11.11 的规定。三级对接焊缝应按二级焊缝标准进行外观质量检验。

表5.11.11 二级、三级焊缝外观质量标准(mm)

项目

允许偏差

缺陷类型

二级

三级

未焊满(指不足

设计要求)

≤0.2+0.02t,且≤1.0

≤0.2+0.04t,且≤2.0

每100.0 焊缝内缺陷总长≤25.0

根部收缩

≤0.2+0.02t,且≤1.0

≤0.2+0.04t,且≤2.0

长度不限

咬边

≤0.05t,且≤0.5;连续长度≤100.0,且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长

≤0.1t,且≤1.0,长度不限

弧坑裂纹

不允许

允许存在个别长度≤5.0 的弧坑裂纹

电弧擦伤

不允许

允许存在个别电弧擦伤

接头不良

缺口深度0.05t,且≤0.5

缺口深度0.1t,且≤1.0

每1000.0 焊缝不应超过1 处

表面夹渣

不允许

深≤0.2t 长≤0.5t,且≤20.0

表面气孔

不允许

每50.0 焊缝长度内允许直径≤0.4t,且≤3.0 的气孔2 个,孔距≥6 倍孔径

注:表内t 为连接处较薄的板厚。

3.2.3基础、地脚螺栓(锚栓)和支承面

《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》 (GY5077-2007)第10.3.3条规定:支承面、支座和地脚螺栓的允许偏差应符合表10.3.3 的规定。

表10.3.3 支承面、支座和地脚螺栓的允许偏差(mm)

项次

项目

允许偏差

1

柱墩支承表面(法兰上端面)

(1)标高

(2)水平度(法兰上端面)

±3.00mm

1/500,且不大于3mm

2

地脚螺栓位置扭转(任意截面处)

±2.00mm

3

地脚螺栓法兰中心对角线距离

≤l/2000,l-对角线长度

且≤±10.0mm

4

地脚螺栓法兰中心

±5.0mm

5

地脚螺栓伸出法兰面的长度

±10mm

6

地脚螺栓的螺纹长度

±10.0

3.2.4紧固件连接

《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》 (GY5077-2007)第10.4.6条规定:普通螺栓应全部紧固牢固、可靠,外露丝扣不得少于2 扣。螺栓穿孔方向在同层同种节点中应一致。螺栓穿孔方向应满足使用要求和安装便利。紧固力矩宜满足表10.4.6 的要求。

表10. 4. 6 普通螺栓紧固力矩

螺栓公称直径

M12

M16

M18

M20

M22

M24

M27

M30

紧固力矩N·m

30

70

100

120

150

180

180

200

3.2.5塔架整体结构安装

《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》 (GY5077-2007)第10.5.4规定:每安装完一层构件后,继续安装上一层时,应检验已安装完成一层的构件偏差;每安装两层塔段,应调整一次塔架垂直度。整体及单层安装允许偏差应符合表10.5.4 的规定。

表10.5.4 整体及单层安装允许偏差(mm)

项次

项目

允许偏差

1

塔架整体垂直度偏差(双向偏差矢量和)

塔架相邻两层垂直度

≤H /1500。

≤h/750

2

电梯井道垂直度

任意两点垂直度

≤H′/1500

≤h'/1000

 项次

项目

允许偏差

3

塔柱顶面水平度

法兰顶面相应点水平高差联结板孔距水平

高度(每层断面相邻塔柱之间的水平高差)

≤±2.0mm

 

≤±1.5mm

4

塔架截面几何形状:

对角线  D≤4.0m 时

D>4.0m 时

边长    b≤4.0m 时

b>4.0m 时

球形网架各层横杆中心平面不同心度

 

≤±2.0mm

≤±3.0mm

≤±1.5mm

≤±2.5mm

≤±5.0mm

 

3.2.6 单管塔安装

《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》 (GY5077-2007)规定:

10.6.1 单管塔整体垂直度偏差(双向偏差矢量和)不得大于H/1500。

10.6.2 塔节垂直度偏差不得大于h/750。

10.6.3 法兰边缘开口段连续长度不得大于边缘全长的10%,开口段总长度不得大于边缘全长的25%,最大间隙不得大于0.8mm。

3.2.7 其它规定

1)《高耸结构设计规范》(GB50135-2006)第5.10.16规定:

加劲肋的厚度不宜小于肋长的1/15,并不宜小于5mm。

2)《钢结构单管通信塔技术规程》(CECS236:2008)规范第5.4.1规定:

单管塔所采用的筒体壁厚不应小于5mm;法拉盘厚度不宜小于20mm。

3)《钢结构单管通信塔技术规程》(CECS236:2008)第5.4.10规定:

对于有加劲肋法兰盘:管径大于120mm时,螺栓不宜少于6个。

4)《钢结构单管通信塔技术规程》(CECS236:2008)第3.0.5规定:

在风荷载频遇组合下,塔顶水平位移不应大于塔高的的1/50。

4检测内容

4.1钢结构塔身结构检测

4.1.1.塔身结构检测要点

1)调查结构的建造、使用和修缮的历史沿革、建筑风格、结构特点、结构布置、构造等措施。

2)全面检查和记录结构承重结构和维护结构的损坏部位、范围和程度。

a)抽样检测承重结构材料性能,构件抽样数量和部位应符合相关标准的规定。抽样部位应含有代表性的损坏构件。

b)检测该塔的结构的完损程度,分析损坏原因。

c)检测结构倾斜和不均匀沉降现状。

3)根据实测结构材料力学性能,按现有荷载、使用情况和结构体系,建立合理的计算模型,验算结构现有承载力,对整改后可安全使用年限进行评估。

具体检测内容包括以下内容:

a)塔身主体框架倾斜测量;

b)腿部主材、斜材弯曲、倾斜状况;

c)柱脚是否有下沉,下沉引起的倾斜和弯曲变形状况;

d)各杆件连接节点、各加劲肋、斜撑是否符合设计要求;

e)各杆件是否扭曲、变形、有无变形、开裂和损伤;

4.1.2连接及节点

1)检查构件(重点是框架梁、柱、支撑)在制造和安装过程中遗留的缺陷

2)检查高强螺栓的松动、脱落、错位、剪断、延迟断裂和损伤情况

3)对接焊缝质量等级检测

a)工厂焊接的受拉对接焊缝是否符合原设计及《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)表5.2.4中质量等级的要求;

b)现场的对接焊缝是否符合原设计及规范《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)表5.2.4中质量等级的要求;

c)所有的角焊缝是否符合规范《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)附录A中外观质量等级的要求;

d) H型钢支撑与柱、梁的对接焊缝能否达到等强度连接;

e)主要焊缝尺寸检查。

4)节点变形及损伤检测

5)支座或柱脚位移、变形及损伤检测

4.1.3腐蚀或锈蚀

1)检查构件及连接处容易积灰、积水的部位,以及干湿交替影响部位的腐蚀状况,隐蔽部位的损伤和锈蚀状况应是重点检查的范围之一。

2)构件、节点及连接的锈蚀处,应查明锈蚀深度或板件厚度减少的程度,以及锈坑、锈烂的状况及范围。

4.1.4其他检测

1)构件尺寸检测;

2)构件表面漆膜厚度检测;

3)没有图纸部分测绘;

4.2混凝土基础检测

视现场倾斜及沉降检测结果综合判断是否需要对基础进行开挖检测。

5 检测方法

根据检测内容,采用以下检测方法获取检测数据。

5.1 钢结构检测

5.1.1 挠度测量

水平构件挠度测量:

方法一:先将水准尺直立于杆件上翼缘测点或用直尺倒置顶于杆件的下翼缘测点,用水准仪读取读数,再以杆件两端点测点连线为基线,据此计算出杆件中间测点的相对变形。如遇到支撑应增加测点。

方法二:采用无棱镜放射技术全站仪直接测试杆件上翼缘测点或下翼缘测点,再以杆件两端点测点连线为基线,据此计算出梁中间测点的相对变形。如遇到支撑应增加测点。

本次水平构件的挠度测量宜采用水准仪或激光测距仪进行检测,选取构件支座及跨中的3点作为测点,量测构件支座与跨中的相对高差,利用该相对高差计算构件的挠度。使用徕卡TCR1202全站仪测量杆件挠度,抽样比例按建筑结构抽样检测的最小样本容量执行。

5.1.2 水平、垂直位移和扭曲值测量

现场利用平台打孔的方法,使用铅垂仪将上、下各休息平台的坐标联系起来,然后再进行柱子点观测测量。采用水准仪配合塔尺或无棱镜反射技术全站仪进行测量,并计算出塔顶结构的垂直位移。

5.1.3 垂直度测量

因竖向构件的垂直度是衡量构件使用性能的重要指标,同时还会影响构件的承载力(二次弯矩的影响),因此对垂直度的倾斜测量是非常必要的,在现场可使用徕卡TCR1202全站仪配合钢尺投点法进行测量垂直度,抽样比例按建筑结构抽样检测的最小样本容量执行。

5.1.4 构件尺寸复核

对于主要承重的钢构件截面尺寸,根据设计图纸使用钢卷尺或钢直尺复核构件尺寸,同类构件不少于5件(有缺陷的优先)。

5.1.5外观缺陷检测

构件外观缺陷检测,包括:主材、辅材、支撑系统等。

全面检测构件的外观缺陷,如:变形、破损、锈蚀、歪闪等。用照片和文字形式予以纪录。检测结果可按照严重缺陷和一般缺陷记录,对严重缺陷处还应记录缺陷的部位、范围等信息,以便在抗力计算时考虑缺陷的影响。

对于塔身结构可根据温差原理利用红外热成像技术来测试塔身缺陷。用于建筑工程检测的红外热像仪,应具有检测物体发出的红外线放射能的传感器和将测得信号图像化的装置,并应包括图像处理、分析、储存、输出等装置,其中红外热像仪宜选用8~13μm波段的长波机。其性能指标应符合下列要求:

(1)检测范围宜在0-500℃;

(2)分辨温度应小于0.1℃;

(3)检测精度宜在±0.5%满量程以内;

(4)所得图像像素范围不宜小于300bit×200bit;

(5)瞬间可见区域不应小于2.5mrad。

红外热像仪的使用环境应符合下列要求:

(1)环境温度应在0~40℃;

(2)环境湿度不应大于90%,且无结霜;

(3)镜头严禁受阳光直射;

(4)测定位置、角度不应对图像处理精度产生影响。

目前对建筑缺陷的检验,一定要注意使用条件:

(1)    能避免检测受季节、天气、时间、气温、墙面方位、摄影机距离、材料色彩、建筑物内冷暖等的明显影响;

(2)    与被测对象相邻的建筑物不阻挡阳光射到被测面上;

(3)    晴天,室外风速温度无急剧变化;

(4)    被测建筑物与红外检测装置之间无树木等障碍物遮挡;

(5)    被测面不受粉尘、烟雾、水蒸气等不利因素影响;

 红外技术属于无损检测,其特点是能够远离测量物体表面的辐射温度。此方法具有非接触、远距离、实时、快速、全场测量等优点,是其他检测方法无法相比的。

5.1.6焊缝无损检测

对受力的重点区域的构件(包括承重设备管道)连接焊缝、梁、柱连接焊缝、钢支撑与梁柱连接焊缝、梁柱构件对接焊缝等进行抽检,具体检测部位根据现场已打磨部位确定。

具体检测工艺及方法如下:

5.1.8.1 渗透检测工艺

1)质量控制要求

a)渗透剂的质量控制要求;

渗透剂的质量用相对密度、颜色浓度、外观质量、显示缺陷的能力等参数控制(详见标准JB/T 4730.5—2005中3.2.1的规定)。荧光渗透剂的荧光效率不得低于75%。

b)显像剂的质量控制要求;

显像剂的质量用工作浓度范围、有无混浊变色、能否形成薄而均匀的显像层、有无粉末凝聚和残留荧光、喷罐表面有无锈蚀、喷罐是否泄露、检测性能、对工件有无腐蚀、对人体基本无毒害作用等参数控制(详见JB/T 4730.5 —2005中3.2.2的规定)。

2)现场操作

a)受检表面要求:

⑴受检表面粗糙度Ra≤12.5μm。

⑵受检表面及邻近25㎜的范围内应清洁、干燥,不得有油污、浮锈、涂料、焊渣及飞溅。

3) 渗透检测方法

a)渗透检测基本步骤

⑴预清洗;

⑵施加渗透剂;

⑶去除多余的渗透剂;

⑷干燥;

⑸施加显像剂;

⑹ 观察及评定。

b)渗透检测方法分类

根据渗透剂和显像剂种类的不同,渗透检测方法可按表5.1进行分类。

                         渗透检测方法分类                      表5.1

 

渗透剂

渗透剂的去除

显像剂

分类

名称

方法

名称

分类

名称

 

荧光渗透检测

着色渗透检测

荧光、着色渗透检测

 

A

B

C

D

水洗渗透检测

亲油型后乳化渗透检测

溶剂去除型渗透检测

亲水型后乳化渗透检测

a

b

c

d

e

干粉显像剂

水溶解显像剂

水悬浮显像剂

溶剂悬浮显像剂

自显像

注:渗透检测方法代号示例:ⅡC-d为溶剂去除型着色渗透剂(溶剂悬浮显像剂)。

c)渗透检测灵敏度等级

灵敏度等级分类如下:1级——低灵敏度;2级——中灵敏度;3极——高灵敏度。

不同灵敏度等级在镀铬试块上可显示的裂纹区位数应按表5.2的规定。

                       灵敏度等级                    表5.2

 

灵敏度等级   

可显示的裂纹区位数

1级

1~2

2级

2~3

3级

3

4)复检

a)当出现下列情况之一时,应进行复检。

(1) 检测结束时,用灵敏度试片验证灵敏度不符合要求时;

(2) 发现检测过程中操作方法有误时;

(3) 对检测结果有争议;

(4)有其它需要。

b)复检应按1.4有关规定进行。

5)渗透检测质量分级

                   焊接接头的质量分级                  表5.3

 

等级

     线性缺陷

圆形缺陷(评定框尺寸35mm×100mm)

不允许

d≤1.5,且在评定框内少于或等于1个

不允许

d≤4.5,且在评定框内少于或等于4个

L≤4

d≤8,且在评定框内少于或等于6个

大于Ⅲ级

注:L为线性缺陷长度,mm;d为圆形缺陷在任何方向上的最大尺寸,mm。

6)渗透检测报告

报告至少应包括以下内容:

a)委托单位、委托单编号、工艺卡编号、原始记录编号;

b)被检工件:名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方法和热处理状况;

c)检测设备:渗透检测剂名称、牌号和编号;

d)检测规范:检测比例、检测灵敏度校验及试块名称,预清洗方法、渗透剂施加方法、乳化剂施加方法、去除方法、干燥方法、显像剂施加方法、观察方法和后清洗方法,渗透温度、渗透时间、乳化时间、水压及水温、干燥温度和时间、显像时间;

e)渗透显示记录及工件草图(或示意图);

f)检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级;

g)检测人员和责任人员签字及其技术资格;

h)检测日期。

5.1.8.2超声检测技术和检测工艺

1)超声检测技术等级

a)超声检测技术等级选择

超声检测技术等级分为A、B、C三个检测级别。超声检测技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规定、标准及设计图样规定。

b)不同检测技术等级的要求

⑴ A级适用于母材厚度为8mm~46mm的对接焊接接头。可用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面单侧进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测。

⑵ B级检测:

Ⅰ)母材厚度为8mm~46mm时,一般用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检测。

Ⅱ)母材厚度为大于8mm至46mm时,一般用一种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,如受几何条件的限制,也可在焊接接头的双面单侧或单面双侧采用两种K值探头进行检测。

Ⅲ)母材厚度为大于120mm至400mm时,一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,两种K值探头的折射角相差应不小于10o。

Ⅳ)应进行横向缺陷的检测。检测时,可在焊接接头的两侧边缘使探头与焊接中心线成10o~20o作两个方向的斜平行扫查。

⑶ C级检测

采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平,对焊接接头两侧斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测。

Ⅰ)母材厚度为8mm~46mm时,一般用两种K值探头采用直射波法和一次反射波法在焊接接头的单面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10o,其中一个折射角应为45 o。

Ⅱ)母材厚度为大于46mm至400mm时,一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,两种探头的折射角相差应不小于10o。对于单侧坡口角度小于5o的窄间隙焊缝,如有可能应增加对检测与坡口表面平行缺陷的有效检测方法。

Ⅲ)应进行横向缺陷的检测。检测时,将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查。

2)超声检测工艺

a)探头选择

⑴ 探头K值选择

 斜探头的K值(角度)选取可参照表5.4的规定。条件允许时应尽量采用较大K值探头。

               推荐采用的探头K值(单位:mm )        表5.4

板厚T(mm)

K值

6~25

3.0~2.0(72°~60°)

>25~46

2.5~1.5(68°~56°)

>46~120

2.0~1.0(60°~45°)

>120~400

2.0~1.0(60°~45°)

⑵ 探头检测频率

检测频率一般为2MHz~5MHz。

b)距离-波幅曲线的绘制

⑴ 距离-波幅曲线应按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成,该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。如图4-8所示。如果距离-波幅曲线绘制在荧光屏上,则在检测范围内不低于荧光屏满刻度的20%。

 

                    图5.1  距离-波幅曲线

2)距离-波幅曲线的灵敏度选择

Ⅰ)壁厚为6mm~120mm的焊接接头,其距离-波幅曲线灵敏度按表5.5的规定。

Ⅱ)壁厚大于120mm至400mm的焊接接头,其距离-波幅曲线灵敏度按表5.6的规定。

 距离-波幅曲线的灵敏度                          表5.5

试块型式

板厚mm

评定线

定量线

判废线

CSK-ⅡA

8~46

Φ2×40-18dB

Φ2×40-12dB

Φ2×40-4dB

>46~120

Φ2×40-14dB

Φ2×40-8dB

Φ2×40+2dB

CSK-ⅢA

8~15

Φ1×6-12dB

Φ1×6-6dB

Φ1×6+2dB

>15~46

Φ1×6-9dB

Φ1×6-3dB

Φ1×6+5dB

>46~120

Φ1×6-6dB

Φ1×6

Φ1×6+10dB

                 

 距离-波幅曲线的灵敏度                       表5.6

试块型式

板厚(mm)

评定线

定量线

判废线

CSK-ⅣA

>120~400

Φd-16dB

Φd-10dB

φd

注:d为横孔直径,见表5。

⑶检测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6 dB。

检测面曲率半径R≤W2/4时,距离-波幅曲线的绘制应在与被检测面曲率相同的对比试块上进行。

⑷工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同,否则按附录F(规范性附录)的规定进行传输损失补偿。在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。

⑸扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。

c)检测方法

⑴平板对接焊接接头的超声检测

Ⅰ)为检测纵向缺陷,斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上,作锯齿型扫查。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面,在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时,还应作10°~15°的左右移动。

⑵对电渣焊焊接接头还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查。

⑶为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号,确定缺陷的位置、方向和形状,可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。曲面工件(直径小于或等于500mm)的对接焊接接头的超声检测

检测面为曲面时,可尽量按平板对接焊接接头的检测方法进行检测。对受几何形状限制,无法检测的部位应予以记录。

纵缝检测时,对比试块的曲率半径对检测面的曲率半径之差应小于10%。根据工件的曲率和材料厚度选择探头K值,并考虑几何临界角的限制,确保声束能扫查到整个焊接接头。探头接触面修磨后,应注意探头入射点和K值变化,并用曲率试块作实际测定。应注意荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离弧长的差异,必要时应进行修正。环缝检测时,对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的0.9~1.5倍

3)检测结果的评定和质量等级分类

a)缺陷评定

⑴超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征,如有怀疑时,应采取改变探头K值、增加检测面、观察动态波型并结合结构工艺特征作判定,如对波形不能判断时,应辅以其他检测方法作综合判定。

⑵缺陷的指示长度小于10mm时,按5mm 计。

⑶相邻两缺陷在同一直线上,其间距小于其中较小的缺陷长度时,应作为一条缺陷处理,以两缺陷长度之和作为其指示长度(间距不计入缺陷长度)。

b)质量等级分类

焊接接头质量分级按表5.7的规定进行

            焊接接头质量分级(单位:mm)                  表5.7  

 

等级

板厚T

反射波幅(所在区域)

单个缺陷指示长度L

多个缺陷累计长度L1

 

6~400

非裂纹类缺陷

6~120

 

L=1/3T,最小可为10,最大不超过30

在任意9T焊缝长度范围内L1不超过T

>120~400

L=1/3T,最大不超过50

 

6~120

 

L=2/3T,最小为12,最大不超过40

在任意4.5T焊缝长度范围内L1不超过T

>120~400

最大不超过75

 

 

6~400

超过Ⅱ级者

超过Ⅱ级者

所有缺陷

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

裂纹等危害性缺陷

注:(1)母材板厚不同时,取薄板侧厚度值;

(2)当焊缝长度不足9T(Ⅰ级)或4.5T(Ⅱ级)时,可按比例折算。当折算后的缺陷累计长度小于单个缺陷指示长度时,以单个缺陷指示长度为准。

4)超声检测原始记录、报告

① 检测原始记录(每份原始记录应有唯一的编号)

检测原始记录至少应包括以下内容:

a)委托单位、委托内容、委托单编号、检测工艺卡编号。

b)被检工件:工程名称、工件名称及编号、类别、规格、材质、焊接方法、热处理状况。

c)检测设备:探伤仪型号及编号、探头、试块。

d)检测标准和验收等级

e)检测规范、检测技术等级、探头K值、探头频率、检测面和检测灵敏度。

f)检测部位及缺陷的类型、尺寸、位置和分布,应在草图上予以说明。如有因结构、几何形状限制而检测不到的部位也应加说明。

g)检测结果及质量分级

h)检测人员和责任人员签字及其资格技术等级。

② 检测报告

检测报告至少应包括以下内容:

a)委托单位、委托单编号、工艺卡编号、原始纪录编号(唯一性)。

b)被检工件:名称、规格、材质、焊接方法、热处理状况。

c)检测设备:探伤仪型号及编号、探头、试块。

d)检测标准和验收等级。

e)检测规范、检测技术等级、探头K值、探头频率、检测面和检测灵敏度。

f)检测部位及缺陷的类型、尺寸、位置和分布,应在草图上予以说明。

g)检测结果及质量分级。

h)检测人员和责任人员签字及其资格技术等级。

5.1.8.3磁粉检测工艺

1)检测内容:

a)所有纵焊缝、环焊缝两边各100mm范围;

b)人孔口角焊缝;

c)其他部位如计量口等角焊缝;

2)受检表面要求:

a)受检表面粗糙度Ra≤25μm。

b)受检表面及邻近25㎜的范围内应清洁、干燥,不得有油污、浮锈、涂料、焊渣及飞溅。

3)有效检测范围:

a)电磁轭的磁极间距应控制在75~200㎜之间,检测的有效区域为两极连线两侧各50㎜的范围内,磁化区域每次应至少有15㎜的重叠。

b)受检工件的每一受检区域至少应进行两次磁化,磁力线方向应相互垂直。条件允许时,可使用旋转磁场磁化方法。

4)磁悬液的施加要求:

a)应确认整个受检表面能被磁悬液良好地湿润后,才可施加磁悬液。

b)磁悬液的施加可采用喷、浇方法,不可采用刷涂法,无论采用哪种方法,均不应使检测面上磁悬液的流速过快。

c)磁悬液必须在通电时间内施加完毕,通电时间宜为1~3s。为保证磁化效果应至少反复磁化两次,停施磁悬液至少1s后才可停止磁化。已形成的磁痕不得被流动着的悬浮液所破坏。

d)荧光磁悬液应按自下而上的顺序施加。

5)磁痕的观察和记录

a)磁痕的观察应在磁痕形成后立刻进行。受检面存在下列磁痕为无关显示:

b)断面突变显示

c)磁极显示

d)表面粗糙显示

e)材质边界显示

f)沾污显示, 其他一切磁痕显示均作为相关显示处理。

6)复检

a)当出现下列情况之一时,应进行复检。

b)检测结束时,用灵敏度试片验证灵敏度不符合要求时;

c)发现检测过程中操作方法有误时。

7)磁粉检测质量分级

a)不允许存在的缺陷。

b)不允许存在任何裂纹和白点;

c)紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。

d)焊接接头的磁粉检测质量分级:焊接接头的磁粉检测质量分级见表5.8

e)受压加工部件和材料磁粉检测质量分级

 

焊接接头的磁粉检测质量分级       表5.8

 

等级

线性缺陷磁痕

圆性缺陷磁痕

(评定框尺寸为35mm×100mm)

不允许

D≤1.5,且在评定框内不大于1个

不允许

D≤3.0,且在评定框内不大于2个

L≤3.0

D≤4.5,且在评定框内不大于4个

大于Ⅲ级

注:L表示线性缺陷磁痕长度,mm;D表示圆形缺陷磁痕长径,mm

受压加工部件和材料磁粉检测质量分级见表5.9

受压加工部件和材料磁粉检测质量分级        表5.9

 

等级

线性缺陷磁痕

圆性缺陷磁痕

(评定框尺寸为2500mm2,其中一条矩形边长最大为150mm)

不允许

D≤2.0,且在评定框内不大于1个

L≤4.0

D≤4.0,且在评定框内不大于2个

L≤6.0

D≤6.0,且在评定框内不大于4个

大于Ⅲ级

注:L表示线性缺陷磁痕长度,mm;D表示圆形缺陷磁痕长径,mm

8)综合评级

在圆形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时,应进行综合评级。对各类缺陷分别评定级别,取质量等级最低的级别作为综合评级的级别;当各类缺陷的级别相同时,则降低一级作为综合评级的级别。

5.1.7 锈蚀检测

对锈蚀的杆件、连接处容易积灰、积水的部位、干湿交替影响部位、隐蔽部位,先进行防腐涂层损伤检查,若防腐涂层损伤严重,则进行锈蚀程度检测,并采用游标卡尺、或超声测厚仪进行必要的测量。

5.1.8 钢材化学成分和力学性能的检验

如需取样检测钢材化学成分与力学性能,则采用里氏硬度计对各类钢材的表面硬度进行测试,估算钢材抗拉强度的范围。采用取样法及光谱法对主材各化学主要成分进行分析。

5.1.9 高强螺栓现场检验

采用扭矩扳手对受力重点区域构件的高强螺栓现场检验:先用小锤敲击每一个螺栓螺母的一侧,同时用手指按住相对的另一侧,以检查高强度螺栓有无漏拧。对于扭矩系数的检查,每个节点先在螺杆端面和螺母上画一直线,然后将螺母拧松,再用扭矩扳手重新拧紧,使二线重合,此时测得的扭矩值应在0.9Ms~1.1Ms范围内,按下式计算:

Ms=K*P*D

式中,

Ms———检查扭矩;

K———扭矩系数;

D———螺栓公称直径;

P———高强度螺栓设计预拉力。

如发现有不符合标准的,应再扩大检查,如仍有不合格者,则整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。

5.2混凝土基础检测

有必要时对基础进行开挖,检测基础的强度,尺寸等。对于基础混凝土形式进行复核,根据验算验算对以下内容进行检测。

5.2.1基础外观缺陷检测

构件外观缺陷检测,包括:柱、梁、板支撑系统、屋面系统、围护系统等。

全面检测构件的外观缺陷,如:变形、开裂、破损、受潮、空鼓、酥碱、歪闪等。用照片和文字形式予以纪录。检测结果可按照严重缺陷和一般缺陷记录,对严重缺陷处还应记录缺陷的部位、范围等信息,以便在抗力计算时考虑缺陷的影响。

混凝土结构构件内部缺陷检测,包括内部不密实区和孔洞、混凝土二次浇注形成的施工缝与加固修补结合面的质量、表面损伤层厚度、混凝土各部位的相对均匀性等检测。

5.2.2 基础混凝土强度测试

使用超声回弹法综合法或回弹法等非破损方法对混凝土梁、柱、板等构件进行砼强度测试,同类构件的抽样数量应不少于10个(以有缺陷的构件为先)。对于构件表面有水泥砂浆层的,需凿开20cm×20cm大小,露出混凝土表面,便于仪器检测。

 采用回弹法或超声回弹法综合检测混凝土强度时,若检测条件与相应测强曲线的适用条件有较大差异时,应钻取混凝土均芯样进行抗压强度试验法修正。每个检测单元芯样试件的数量宜为3~6个。为了结构的安全性,钻芯时尽可能选取受力较小部位。

对混凝土构件进行碳化深度检测,检测构件混凝土是否碳化。混凝土碳化深度可采用喷射酚酞或彩虹试剂的方法进行测试,当混凝土碳化深度检测与回弹法测强结合时,取测点的平均值作为碳化深度的代表值。

5.2.3 基础钢筋检测

对于混凝土构件配筋情况的检测应包括钢筋的种类、位置、数量和直径等检测,主要受力构件配筋情况的检测宜采用全数普查和重点抽查相结合的方法进行,用雷达波法或电磁感应法进行非破损普查,重点部位用凿开混凝土的方法进行抽查。

混凝土的保护层厚度检测可采用重点抽查方式进行,应根据构件的类型、工作条件、损伤状况及混凝土质量划分检测单元。按构件的类型取平均值作为保护层厚度的代表值,但应给出最小保护层厚度。检测方法可使用钢筋探测仪对构件保护层厚度钢筋分布及数量进行检测,对于钢筋的种类和类型可采用破损法凿除混凝土表面保护层,露出钢筋后用游标卡尺测出钢筋直径,并观测钢筋的型号。

5.2.4 基础混凝土裂缝检测

针对基础混凝土结构构件裂缝检测,包括裂缝表面特征和裂缝深度两项内容。裂缝表面特征包括裂缝部位、数量、长度、开展方向、起始点、裂缝表面宽度等。可采用目测、卷尺量测、裂缝宽度检验规相结合的方法进行检测,并记录裂缝位置、宽度、长度。

5.2.5沉降(标高)测量

使用徕卡NA2水准仪对基站铁塔基础顶面标高等进行检测,检测基础是否有不均匀沉降,基础承载力是否有不足现象。

因现场无原始水准控制点,可根据现场条件利用基础承台顶面标高做为基准面参照点,进行相对不均匀沉降测量。

6评估计算

根据检测得到的实际数据,以构件实际有效截面以及构件的实际变形状况,建立结构有限元模型,对需要评定结构及构件进行计算分析。

6.1计算用软件

在进行结构的安全性评估时,采用有限元方法验算各荷载组合下塔身主体结构是否满足安全性评价标准,具体验算时采用SAP2000、Midas10.0软件分析校核,并采用Ansys软件对结构的重要结点进行精细有限元分析。

6.2计算内容

6.2.1 塔身结构

① 验算各荷载组合下,塔身主体结构的强度;

② 验算各荷载组合下,塔身主体结构的变形;

③ 验算各荷载组合下,塔身主体结构的稳定性。

6.2.2 基础

① 验算各荷载组合下,基础结构的强度;

② 验算各荷载组合下,基础结构的抗拔稳定及抗滑稳定;

③ 验算各荷载组合下,地基的变形。

6.3计算模型

① 建立塔身结构系统的各子结构及基础部分模型,建模时考虑所有附属结构对塔身结构模型的影响;

② 建立计算模型时,考虑材料的实际力学性能,包括材料腐蚀对力学性能的影响,采用实测的弹性模量、屈服强度等;

③ 构件采用实测截面尺寸,并考虑构件实测变形情况;

④ 定义支座及节点约束时根据现场实际情况及设计图纸确定;

⑤ 实际荷载施加位置根据现场检测情况确定。

6.4 结构安全性评定

根据现行国家检测鉴定标准及设计规范综合评定基站铁塔系统各子结构及塔身本体结构,按照构件应力比分类确定安全的构件,应力比接近极限的构件,以及应力比超出规范要求的构件,并大修及改造设计给出合理建议。

7 报告提交方式

7.1 检测报告所包括的内容:

在合同约定的时间内以文字、图片及表格形式提交正式检测报告,报告内容真实准确。检测报告包含的主要内容为:

1) 检测概况:简要介绍检测过程;

2) 执行标准;检测过程中所参照的相关规范及标准;

3) 各项检测内容具体情况:对各项检测内容的检测结果进行阐述;

4) 建模计算:根据检测结果建立有限元模型,计算分析基站铁塔系统各子结构及塔身结构的安全性;

5) 结论及建议:依据检测数据及计算分析结果对基站铁塔系统各子结构及塔身结构现状进行阐述,根据所存在的问题提出经济、合理的处理建议。

7.2 其它资料

(1)图纸资料:对检测有问题的结构构件以图的形式标示其所在位置;

(2)测量数据:包括所有用测量仪器检测的数据,以图表形式提出;

(3)工程照片:主要包含外观检测记录的图片。

8 检测所用的仪器及设备

所用仪器设备表                        表9.1

序号

名称

规格

单位

数量

备注

1

全站仪

徕卡TCR1202

1

计量检定合格

2

全站仪

徕卡TCR2003

1

计量检定合格

3

经纬仪

TDL2E

1

计量检定合格

4

水准仪

徕卡WILD NA2

1

计量检定合格

5

红外热成像仪

NEC9260

1

计量检定合格

6

钢筋探测仪

喜力得Ps200

1

计量检定合格

7

激光测距仪

DISTO48

1

计量检定合格

8

钢筋锈蚀仪

DJXS-05

1

计量检定合格

9

超声波测厚仪

TT120

1

计量检定合格

10

测距仪

徕卡DISTOclassic

1

计量检定合格

11

砼回弹仪

HT225A

2

计量检定合格

12

冲击钻

博世

1


13

水准尺

7m

1

计量检定合格

14

钢卷尺

5m

2

计量检定合格

15

钢直尺

500mm

1

计量检定合格

16

直流磁粉探伤仪

MP-A2D

1

计量检定合格

17

交流磁粉探伤仪

MP-A-2L

1

计量检定合格

18

超声波探伤仪

USN52R

1

计量检定合格

19

砂轮机

/

1


20

220V电缆线

/

m

1000


21

角度磨光机

UT06

1


22

里氏硬度计

HT-2000A

1


23

高真空镀膜机

DM220

1


24

便携式显微镜

/

1


25

金相显微镜

PMG3-F2

1


26

数码相机

Sony

1

-

27

酚酞

-

-

-

-

28

其它安全措施

-

-

-

-

9 配合措施

委托方须提供建筑相应的结构图纸(包括上部和地下结构)以及地质勘查资料,其中结构图纸须有相应的电子版本。

根据检测要求,现场需要委托方配合仪器设备所需的电源以及在混凝土回弹时,配合凿开混凝土表面砂浆层。若需登高,委托方需提供登高设备,如脚手架、梯子等。

10 质量体系及安全措施

10.1 技术措施

(1)编制详细检测技术方案、并及时做好技术交底;

(2)维护与校正检测仪器,保证良好的技术状态;

(3)贯彻执行各有关规范、标准;

(4)备足各种辅助工具,在规定的工期内完成。

10.2 安全措施

(1)进入现场开展作业的全体人员必须身着工作服、防滑鞋,必须戴好安全帽,高空作业必须系好安全带、高挂低用防止坠落伤害事故,要有足够强度的安全带,并应将绳子牢系在坚固的建筑结构件上或金属结构架上,不准系在活动物件上;

(2)随身携带的仪器及工具,应用绳子拴牢配戴身上或挂在护栏上,检测使用的配件及螺栓应用容器盛装,防止坠落伤人;作业人员穿戴好劳防用品,高空作业必须系好安全带;

(3)在检测作业前,必须对参加检测作业的人员进行技术交底和安全交底,加强提升安全意识与责任感;

(4)进入施工现场前应做好三方确认工作,作业人员必须持证上岗,并挂好红白旗防止与检测无关人员进入检测区域;

(5)检测前须与委托方做好沟通工作,在业主确认无危险源或有应对措施的前提下方可作业。

(6)检测人员严禁触摸与作业无关的设备及仪器,严禁坐在高空无遮栏处休息,防止坠落。

10.3 执行作业程序

作业程序如图10.1。


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