工业建筑中厂房钢吊车梁系统检测

一、  引言

我国现有工业建筑中，钢结构比例超过五成，近年来新建钢结构厂房占全部新建工业建筑的七成以上。得益于钢吊车梁优异的承载性能、可靠的工作特性和简便的施工方式，近年来新建工业厂房广泛采用钢吊车梁作为吊车梁。作为工业厂房关键组成部分，吊车梁系统的稳定运行对厂房安全至关重要。然而，钢吊车梁在使用过程中损伤率较高，严重缺陷损伤可能导致厂房无法正常使用或部分构件损坏，进而影响生产。钢吊车梁在使用阶段容易出现不同程度的疲劳损伤，尤其是梁上部裂损发展迅速，严重威胁梁的安全使用，因此，钢吊车梁在厂房钢结构构件中需进行维修补强的比例最高。

钢吊车梁的损伤主要源于多种因素的综合作用，如持续不断的轮压动荷载、超负荷的卡轨力、轨道偏心、应力集中以及梁体焊接与构造方面的缺陷等。尤为严重的是，轨道偏心可能导致梁颈部焊缝区域产生附加扭转效应，对梁体造成严重影响。

钢吊车梁系列构件的常见裂损情况：梁（桁架）本身及其连接部位的局部损伤，梁上翼缘、柱及制动结构之间的裂损，轨道连接的损伤，梁垂直支撑的损伤，吊车梁上部的疲劳裂损，梁变截面支座处的损伤，以及吊车梁下部的水平支撑疲劳破坏。钢吊车梁本体的常见损伤形态如图1所示。鉴于钢吊车梁的破损可能导致突发性灾难事故，带来巨大的经济损失和人员伤亡，因此，厂房钢吊车梁系统的检测日益受到广泛关注。

图1  吊车梁本体常见的疲劳损伤

二、 进行可靠性鉴定的情况

《工业建筑钢吊车梁系统检测鉴定标准》T/CECS 1119-2022

第3.1.1条规定，钢吊车梁系统在下列情况下，应进行检测鉴定：

1，对工业建筑整体结构进行可靠性鉴定；

2，钢吊车梁系统达到设计使用年限或目标使用年限拟继续使用；

3，投入使用10年及以上的工作级别为A6~A8吊车的钢吊车梁或工作级别为A4~A8吊车的钢吊车桁架；

4，发现裂缝损伤的钢吊车梁系统；

5，工业建筑生产工艺或用途发生改变，或拟更换吊车，或对吊车进行增容改造前；

6，钢吊车梁系统存在影响正常使用的缺陷和损伤；

7，钢吊车梁系统长期处于高温或腐蚀环境且无相应防护措施或防护措施失效；

8，钢吊车梁系统遭受各类事故或灾害后；

9，其它现行标准或国家法规规定的需要了解钢吊车梁系统安全状况。

三、 常见钢吊车梁系统构件

工业建筑中最常见的钢吊车梁系统为支承吊车的钢吊车梁及其制动结构与支撑等构件组成的结构体系，包括钢吊车梁或钢吊车桁架、制动结构、辅助桁架或辅助梁、支撑及其连接。钢吊车梁根据位置不同分为边列钢吊车梁和中列钢吊车梁，边列钢吊车梁和中列钢吊车梁系列构件组成示意图分别如图2和图3所示。

图2  边列钢吊车梁系统构件组成示意图

图3  中列钢吊车梁系统构件组成示意图

吊车梁按结构支承条件的不同可分为简支梁、连续梁及框架梁等。简支吊车梁设计、施工简便，工程中应用较多。连续梁竖向刚度较好，较简支梁省钢材，但对支座沉降和梁上部疲劳敏感，工程中较少应用。框架梁系将吊车梁与柱在纵向组成单跨或多跨刚架承受吊车荷载，但计算、构造及受力情况复杂且用钢量大。

吊车梁（吊车桁架）按连接构造可分为焊接梁、栓-焊梁与铆接梁等。焊接梁制作方便，使用可靠，由于钢材质量水平与焊接技术的不断提高，现已几乎成为吊车梁的唯一选型。栓-焊结构一般适用于吊车桁架，其所有构件均为型钢截面或焊接组合截面，而节点连接则宜采用高强度螺栓，虽因用钢量较少，早期也有过应用大跨度中级吊车桁架的先例，但因施工复杂，节点连接对疲劳敏感等原因，工程中已很少应用。铆接梁则因其制作复杂，耗钢量大（约比焊接梁多25%～30%），早已被淘汰不再应用。

吊车梁按截面形式的类别又可分为型钢梁、组合工字形梁、箱形梁和吊车桁架等。型钢梁直接利用热轧H型钢制成，制作简便，但耗钢量稍高，一般适用于梁跨度L≤9m，吊车起重量Q≤20t的情况。组合工字形梁承载性能良好，工作可靠，施工简便，且易于梁截面的优化，为目前最常用的选型。箱形梁由上、下盖板及两侧腹板组成的焊接封闭箱形截面梁，有较好整体刚度与抗扭刚度，但制作施工复杂。吊车桁架由型钢或组合工字形梁作为劲性上弦的桁架，较实腹梁用钢省（约省15%～20%），但制作较费工，且节点连接对疲劳敏感。

四、 钢吊车梁系统检测依据的规范

对钢吊车梁系统检测时，需要对钢吊车梁系统各构件的本体及连接处检测。《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021、《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2019和《钢结构现场检测技术标准》GB/T 50621-2010等规范对钢结构检测进行了规定，《工业建筑钢吊车梁系统检测鉴定标准》T/CECS 1119-2022专门针对钢吊车梁系统钢结构现场检测提出了相关规定。

《工业建筑钢吊车梁系统检测鉴定标准》T/CECS 1119-2022

对钢吊车梁系统调查和检测有以下规定：

第4.2.1条规定，吊车梁系统现状的调查和检测，可根据吊车梁系统的具体情况以及鉴定的内容和要求，按表4.2.1选择相应的项目。

表4.2.1吊车梁系统的调查和检测项目

注：检查中应注意对按原设计标准与国家现行标准在结构布置、节点构造与连接、材料强度等方面存在差异的情况，对不满足国家现行标准的情况应特别说明。

第4.2.2条~第4.2.18条对吊车梁系统检查、检测的具体内容和重点做了规定。

第4.2.2条对结构构件材料性能、几何尺寸和变形、缺陷和损伤等的检测提出了相关规定。

第4.2.3条~第4.2.4条对结构材料性能的取样检测和结构几何尺寸的检测，提出了要求。第4.2.5条规定了吊车梁应进行焊缝质量检查的情况。

第4.2.6条规定了 螺栓和铆钉连接的检测内容。

第4.2.7 条~第4.2.8条规定了锈蚀和裂缝的检查内容。

第4.2.9条~4.2.11条分别规定了钢吊车梁和钢吊车桁架本体、吊车梁支座和吊车梁连接部位的重点检查内容。

第4.2.12条~第4.2.13条规定了制动结构和制动结构连接部位的检查内容。

第4.2.14条~第4.2.15条规定了辅助桁架连接，下弦水平支撑、垂直支撑的连接的检查内容。

第4.2.16条规定了支承吊车梁的肩梁或牛腿的重点检查内容。

第4.2.17条~第4.2.18条规定了吊车轨道和吊车车档的检查内容。

五、 小结

工业厂房的检测犹如人体健康体检，秉承中医“未病先防”的理念，工业厂房的检测与鉴定同样强调预防为主。钢吊车梁系统是工业厂房的核心组成部分，同样会经历从轻微到严重的损伤过程。因此，在日常巡查中，我们应高度重视钢吊车梁系统的检测，及时发现并处理轻微损伤或缺陷，防止损伤加剧，避免发生钢吊车梁断裂、脱落等严重事故。我们应秉持“早预防、早发现、早检测、早处理”的原则，积极践行“四早”意识，为工业厂房的安全生产保驾护航。

在遵循相关技术标准和检测手段的基础上，结合钢吊车梁系统的设计特点和损伤发展趋势，我们应总结以往工作经验，制定工业厂房的检测鉴定方案。同时，提高对钢吊车梁系统检测的重视程度，定期委托具有相关检测资质的机构对厂房进行可靠性鉴定，以确保厂房安全运行。