這篇工業(yè)工程碩士論文發(fā)表了鋼結(jié)構(gòu)升船平臺(tái)質(zhì)量檢測探索，海洋運(yùn)輸離不開鋼結(jié)構(gòu)升船平臺(tái)，論文探討了剛結(jié)構(gòu)的工程概況，并加固施施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，經(jīng)檢測加固后的結(jié)構(gòu)平臺(tái)不存在影響結(jié)構(gòu)性能的缺陷，判定升船平臺(tái)結(jié)構(gòu)的加固質(zhì)量較好。

　　摘要：鋼結(jié)構(gòu)升船平臺(tái)為海洋運(yùn)輸船只提供維修和進(jìn)塢功能，同時(shí)具有適度的穩(wěn)定性、很好的抗震能力和足夠的承載能力。通過對(duì)某升船平臺(tái)結(jié)構(gòu)加固工程總體質(zhì)量的檢測，用簡化模型計(jì)算與荷載試驗(yàn)結(jié)合的方式，判定平臺(tái)能否滿足使用要求。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)工程碩士論文,鋼結(jié)構(gòu)升船平臺(tái),荷載試驗(yàn)

　　引言

　　海洋運(yùn)輸船只能夠持續(xù)正常的運(yùn)輸，需要先進(jìn)的維護(hù)方式。鋼結(jié)構(gòu)升船平臺(tái)因其質(zhì)量輕、韌性好、施工方便和整體剛性好等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用和頻繁的使用。由于平臺(tái)經(jīng)常受海水的浸泡易產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，為避免平臺(tái)在運(yùn)行過程中突然失效，必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)升船平臺(tái)的安全給予重視并定期進(jìn)行安全檢查。通過對(duì)某升船平臺(tái)結(jié)構(gòu)加固工程總體質(zhì)量的檢測實(shí)例，采用簡化模型的方法，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在理論荷載下進(jìn)行計(jì)算分析;再通過現(xiàn)場荷載試驗(yàn)，判斷結(jié)構(gòu)是否符合承載力檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

　　1工程概況

　　大連外輪航修廠400t簡易升船設(shè)施主要由水工建筑物、升船平臺(tái)、吊點(diǎn)裝置、機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備等構(gòu)成。其中升船平臺(tái)為梁板式全焊結(jié)構(gòu)，采用3節(jié)聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，前后2節(jié)為主動(dòng)平臺(tái)，各長16m，寬14m，中間為從動(dòng)平臺(tái)，長12m，寬14m。平臺(tái)共有4根主橫梁，設(shè)8個(gè)吊點(diǎn)。平臺(tái)原設(shè)計(jì)承載能力600t，每年修船約20條，使用頻繁。由于升船設(shè)施隨著潮汐的漲落經(jīng)常浸泡在海水中，主要結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重[1]。經(jīng)過對(duì)升船平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測及承載力評(píng)估，船重荷載≤270t，為保證生產(chǎn)安全，提出對(duì)升船平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固防腐處理方案，將船重荷載設(shè)計(jì)值提高到400t，為驗(yàn)證加固后平臺(tái)是否能滿足現(xiàn)有提升能力(400t)的要求，需對(duì)加固施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，并進(jìn)行使用性能靜力荷載試驗(yàn)。

　　2加固結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測

　　從鋼材強(qiáng)度、焊接質(zhì)量、加固鋼板截面尺寸及結(jié)構(gòu)防腐涂層厚度等幾個(gè)方面對(duì)結(jié)構(gòu)加固后質(zhì)量進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表1。

　　3荷載試驗(yàn)方案

　　按照GB/T50344-2004《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[2]附錄H對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)性能的靜力荷載檢驗(yàn)的規(guī)定及合同書中約定內(nèi)容，本次試驗(yàn)屬于結(jié)構(gòu)使用性能檢驗(yàn)，試驗(yàn)方案如下。3.1最大試驗(yàn)荷載依據(jù)GB/T50344-2004附錄H.2.3條鋼結(jié)構(gòu)使用性能檢驗(yàn)的荷載，應(yīng)取下列荷載之和：實(shí)際自重×1.0;其他恒載×1.15;可變荷載×1.25。其中實(shí)際自重不變，其他恒載無，可變荷載即為船重荷載，所以本次試驗(yàn)最大荷載為500(t)。3.2荷載分級(jí)依據(jù)GB/T50344-2004附錄H.1.4條，檢驗(yàn)的荷載應(yīng)分級(jí)加載，每級(jí)荷載不宜超過最大荷載的20%，本次試驗(yàn)的最大荷載為500t，荷載共分5級(jí)，分別為100t，200t，300t，400t，500t。加載布置示意見圖2，現(xiàn)場加載情況見圖3.3.3變形(最大撓度)測試依據(jù)GB/T50344-2004附錄H.1.5條，加載過程中應(yīng)記錄荷載變形曲線。H.1.6條規(guī)定達(dá)到使用性能檢驗(yàn)的最大荷載后，應(yīng)持荷至少1h，每隔15min測取一次荷載和變形值，直到變形值在15min內(nèi)不再明顯增加為止。然后分級(jí)卸載，在每一級(jí)荷載和卸載全部完成后測取變形值。H.2.4條規(guī)定卸載后殘余變形不應(yīng)超過所記錄最大變形值的20%。依據(jù)JTJ283-1999《港口工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]第6.3.2條，受彎構(gòu)件的最大撓度值不應(yīng)超過L/500，L為計(jì)算跨度。本次試驗(yàn)在主要構(gòu)件上均設(shè)置觀測點(diǎn)，采用全站儀檢測梁在各級(jí)荷載下變形情況，測點(diǎn)布置見圖4。3.4應(yīng)力測試依據(jù)JTJ283-19995.2.1條規(guī)定，Q345鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為310MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為180MPa。本試驗(yàn)應(yīng)力測試采用電測法，在主要承重梁上設(shè)置應(yīng)力測試點(diǎn)，每根梁梁中下翼緣沿梁長方向貼一單向電阻應(yīng)變片，梁一端腹板中部貼1直角應(yīng)變花。2#，3#主橫梁兩端均貼應(yīng)變花，3#主橫梁承重最大，所以在上翼緣原材上貼1單片，下翼緣原材和加固板材上各貼1單片，以備比較。3-E號(hào)吊耳貼1直角應(yīng)變花。采用DH3816靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)進(jìn)行測試。測點(diǎn)位置示意見圖5。試驗(yàn)測定的應(yīng)力值為不記自重的荷載應(yīng)力，最終應(yīng)加上自重產(chǎn)生的應(yīng)力同設(shè)計(jì)值比較。3.5試驗(yàn)步驟(1)依據(jù)試驗(yàn)方案，在應(yīng)力測試點(diǎn)粘貼電阻應(yīng)變片，布置測試導(dǎo)線。(2)可變荷載為零時(shí)，測讀各點(diǎn)應(yīng)變及變形初始讀數(shù)。(3)依據(jù)3.2條逐級(jí)施加荷載，每級(jí)荷載在總體范圍內(nèi)均勻分布。(4)在每級(jí)荷載下測讀各測點(diǎn)應(yīng)變及變形讀數(shù)。觀測主要受力點(diǎn)焊縫不應(yīng)出現(xiàn)開裂，隨時(shí)計(jì)算在各級(jí)荷載下主要測點(diǎn)的應(yīng)力值及撓度值，不應(yīng)超過設(shè)計(jì)值及標(biāo)準(zhǔn)要求，而且應(yīng)變與撓度的增量基本呈線性關(guān)系;否則，應(yīng)立即停止試驗(yàn)，研究判斷后再?zèng)Q定后續(xù)試驗(yàn)如何進(jìn)行。(5)在一切正常的條件下，滿足3.1條的要求，即可終止試驗(yàn)。

　　4荷載試驗(yàn)結(jié)果分析

　　4.1模型簡化計(jì)算由荷載布置圖4，可把各梁的受力情況簡化成圖6的形式。其中l(wèi)是橫梁的長度，F(xiàn)為加載后梁所分擔(dān)的重物重力的近似值，b是所受集中力到支點(diǎn)的距離，q為梁本身自重和承擔(dān)其他梁的重量所折算出來的均布荷載。4.2變形(最大撓度)測試結(jié)果(表2)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，本次試驗(yàn)荷載集中在2#，3#主橫梁附近，以此附近數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。試驗(yàn)所測各測點(diǎn)變形增量基本呈線性，卸載后殘余變形均小于最大變形值的20%，各梁最大撓度值均小于計(jì)算跨度1/500的規(guī)定。4.3應(yīng)力測試結(jié)果由理論計(jì)算和實(shí)際荷載布置可知3#主橫梁受力最大，所以以3#主橫梁為例進(jìn)行應(yīng)力分析，由表3中數(shù)據(jù)可見，各測點(diǎn)應(yīng)力增量基本呈線性，卸載后基本無殘余應(yīng)力，說明材料均在線彈性范圍內(nèi)。最大應(yīng)力(最大荷載應(yīng)力+自重應(yīng)力)未超過材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值要求。3#主橫梁跨中下翼緣原材和加固板材測試結(jié)果相近，說明加固焊縫質(zhì)量完好。4.4誤差分析由表2、表3中數(shù)據(jù)可以看出，變形測試最大誤差為15.9%，應(yīng)力測試最大誤差為19.6%。誤差的主要來源有：①加載方式與簡化模型不同引起的誤差，②由于銹蝕等原因造成的實(shí)際截面尺寸與計(jì)算尺寸不同的誤差，③儀器設(shè)備等引起的誤差。結(jié)果分析表明理論計(jì)算與實(shí)際測量基本相符，驗(yàn)證了理論分析的正確性。

　　5結(jié)語

　　對(duì)某400t升船設(shè)施加固后進(jìn)行質(zhì)量檢測，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)及模型簡化計(jì)算結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場荷載試驗(yàn)，通過理論分析和試驗(yàn)結(jié)合的方式，確定該平臺(tái)滿足提升能力設(shè)計(jì)要求，說明加固措施合理有效，為平臺(tái)后期安全生產(chǎn)提供保證。通過對(duì)升船平臺(tái)的檢測及現(xiàn)場試驗(yàn)，解決了平臺(tái)達(dá)到使用年限或結(jié)構(gòu)遇到腐蝕等損傷而不能正常使用的問題。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]姜連馥，陸文發(fā).卷揚(yáng)式垂直升船平臺(tái)設(shè)計(jì)簡介[J].水運(yùn)工程.1995，(12).

　　[2]GB/T50344-2004，建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

　　作者：金立強(qiáng) 邢懷念 劉增利 李達(dá) 孫凱 李書卉 張小鵬 單位：大連理工大學(xué)工程力學(xué)系

　　推薦期刊：《中國陶瓷工業(yè)》(雙月刊)1994年創(chuàng)刊，是專業(yè)技術(shù)刊物。《中國陶瓷工業(yè)》主要報(bào)道我國陶瓷工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，以及國內(nèi)外陶瓷工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的最新科研成果，開展陶瓷藝術(shù)的研究和經(jīng)驗(yàn)交流。