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電廠廠房快速安全檢測方法研究

文檔作者：汪洋文檔來源：上海電力學院		點擊數：	更新時間： 2025年09月01日
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72 低溫建筑技術 2011年第7期(總第157期)
電廠廠房快速安全檢測方法研究
汪
(上海電力學院，
洋
上海200090)
【摘要】 電廠廠房在正常使用和災后的質量安全問題至關重要，而由于電廠運行的特殊性，其房屋的安全
檢測必須要求快速準確。本文針對傳統工業廠房質量檢測測試內容多，評價指標多等弊端，結合近年來發展起來
的動力測試技術，運用動力測試方法對電廠房屋進行實測研究，并與傳統檢測方法進行比較，結果表明該方法簡
便實用，測試結果準確，更適用于電廠房屋的安全檢測。
【關鍵詞】 電廠房屋；安全檢測；動測法
【中圖分類號】TU271 【文獻標識碼】A 【文章編號】1001—6864(2011)07—0072—03
THE REASERCH OF QUICK SAFETY DETECTING FoR
BUⅡ DINGS D PoW ER PLANT
WANG Yang
(Shanghai University of Electric Power，Shanghai 200090，China)
Abstract：The safty of buildings in power plant is very important，but traditional safety detecting
method for civil engineering structure is not adaptive to such buildings，because itg tOO complicated．In
this article，a new method is advanced based on structure healthy monitoring and damage diagnosis．A
same workshop of power plant is evaluated by these two methods，the result shown that the mothod of vi—
bration measurement iS more convenient and accurate．
Key words：power plant buildings；safety detect；vibration measurenment
目前傳統的房屋安全檢測評價方法檢測過程內容多，
周期長，而且各類評價指標之間的關系由于結構體系和布
置的不同而錯綜復雜，導致最終的評價結果往往模棱兩可。
而電廠廠房結構的特殊性往往要求檢測評價的速度要快，
結果要明確，而且不能耽誤正常的生產。因此采用一套先
進合理，準確快速的檢測方法對發電廠廠房進行日常和特
殊安全檢測，以保障發電廠的安全運行，將具有重要的現實
意義。
1 動測測試技術的基本原理與方法
采用動測法評估結構的損傷狀態是近年來工程界和學
術界都十分關注的一個研究領域。動測法的基本思想是任
何結構都可以看作是由剛度、質量、阻尼矩陣等結構參數組
成的動力學系統。房屋結構一旦發生損傷，其結構參數也
將發生改變，從而導致相應的動力參數的變化。因此這些
動力參數的變化可以看作是結構損傷發生的標志，用來診
斷結構的損傷¨J。常用的動力參數有：頻率、振型、振型曲
率、應變模態、柔度、功率譜、頻響函數等。
工程實踐中通常采用專業的振動信號采集分析系統，
利用激振法或脈動法采集結構的振動數據，再把數據通過
一定的信號處理技術，得到相應的動力參數。將得到的動
力參數與結構的原始參數相比較，利用損傷原理或損傷指
標，即可對房屋的健康狀況做出判斷。
2 電廠廠房結構動測法的具體實施
考慮到電廠房屋尤其是廠房的特殊性，為迅速判斷電
廠房屋結構的健康狀況和損傷程度，需要定義一個或幾個
損傷指標，該指標應該具有快速準確，簡單易行的特點。近
年來，國內外的學者一直在尋找適用于結構整體探傷評估
的方法。通過研究結構動力特征的改變來進行損傷的診斷
(識別、定位和量化評估)，其中基于頻率的結構損傷識別方
法得到了最廣泛的研究，原因主要是：① 頻率是最易測得的
結構動力特征；② 頻率是當前技術測得最準的結構動力特
征。低阻尼結構的頻率識別的分辨率一般可達到0．1％ ，而
同時其振型的誤差可高達10％甚至更多。
本文參考國內外關于結構損傷診斷的文獻，結合長期
進行工程結構檢測的數據和經驗，由傳統檢測試驗結果建
立結構損傷程度與實測動力參數之間的關系，并根據電廠
房屋的特點提出以下的損傷判斷指標。
2．1 頻率指標
國內外曾經做過很多這方面的研究，有的研究者在實
驗室通過構件實驗，建立動、靜剛度的關系，確定結構的承
載力，進而評定結構的損傷剛度 j【 。也有研究者通過實
測完好結構和受損結構，進行對比分析，建立頻率與損傷程
度關系 ]。筆者通過大量的工程實測研究發現，在結構的
動力特性參數中，自振頻率易測，受噪聲干擾小，對結構剛
汪洋：電廠廠房快速安全檢測方法研究 73
度變化敏感，剛度越大，自振頻率越高，局部損傷，尤其是早
期損傷對自振頻率的影響較大，而對實測振型的影響不明
顯 ]。考慮到電廠檢測的特殊性，為求簡便實用，本文以結
構的一階自振頻率作為評估結構損傷程度的指標。具體指
標見式(1)和表1。
D．： ×100％ (1)
P-n
式中， 為完好結構的一階自振頻率； 為實測結構的
一階自振頻率。
表1 損傷指標D 的定量分析
D 值 損傷程度及處理方法
O～5％
5％ 一1O％
1O％ ～2O％
20％ 以上
無損傷或輕微缺陷，一般不進行處理
結構存在較明顯缺陷或損傷，馬上進行全面檢測
結構存在較嚴重缺陷或損傷，立即采取結構加固
措施進行處理
結構嚴重破損甚至有倒塌的危險，立即停止生產并
進行人員疏散，并采取相應的緊急預案。
2．2 阻尼比指標
作為對結構整體損傷比較敏感的一個動力指標，尤其
是在有外部振動激勵的情況下，其改變量的大小能及時反
映結構整體損傷情況。電廠廠房在機器開動時振動激勵能
量較大，在設備運行和靜止時分別測定結構的阻尼比，也可
作為一個比較準確的判斷指標，具體指標見式(2)和表2。
D1：墮 ×100％ (2)
‘
￡
式中， t。為設備靜止時結構的一階阻尼比； 為設備運
行時結構的一階阻尼比。
表2 損傷指標D 的定量分析
D2值 損傷程度及處理方法
0一lO％ 無損傷或輕微缺陷，一股不進行處理
10％ 一20％ 結構存在較明顯缺陷或損傷，馬上進行全面檢測
． 一 結構存在較嚴重缺陷或損傷，立即采取結構加固
2O％ 一5O％
措施進行處理
5O％ 以E
結構嚴重破損甚至有倒塌危險，立即停止生產
3 實測分析
為驗證本文提出方法的科學性和可行性，針對某熱電
廠4號爐主廠房采用傳統檢測方法和動測法進行檢測，通過
不同檢測方法得出的結論對比，說明本文提出的動測法能
更快速準確的判斷出檢測對象的安全狀況，適用于電廠房
屋的安全檢測。
檢測對象為南方某省熱電廠4號爐主廠房，結構層共有
7層，結構平面呈矩形，采用鋼筋混凝土框架結構，基礎采用
樁基礎，樓屋面板均采用現澆鋼筋混凝土結構，抗震等級為
二級。因二期擴建工程的需要，對該廠房結構安全進行檢
測評估。
3．1 傳統檢測方法及結果
(1) 現場檢查。在現場檢測人員對房屋原有主要結
構和構件的尺寸進行了現場測繪，并與原施工圖紙核對，該
結構主要結構布置情況基本與原施工圖一致，構件截面尺
寸偏差符合現行規范要求。
通過現場勘察，上部結構沒有發現不均勻沉降、傾斜和
開裂，所以判斷該房屋地基基礎無嚴重靜載缺陷。結構內
部也沒有發現明顯的裂縫或大的撓度等影響安全使用的狀
況。鋼筋混凝土構件均有粉刷層，未發現構件露筋、蜂窩等
施工質量問題，總體質量較好。
(2) 傾斜測量。在現場使用經緯儀對該結構的整體
傾斜程度進行了觀測，根據JGJ125—99《危險房屋鑒定標
準》第4．5．4條，框架結構的整體傾斜率極值控制值是l％ ，
并且其側向位移量不宜大于整體高度的1／500；實測結果均
小于規范規定框架結構整體傾斜率和側向位移的控制值。
(3) 結構材料強度檢測。為評定現有混凝土強度，檢
測人員現場采用回彈法和鉆芯取樣法抽檢了梁、柱的混凝
土強度，實測梁、柱混凝土強度平均值29．4MPa，最大
36．3MPa，最小28MPa，構件最大碳化深度2．5mm。該結構
梁、柱原設計混凝土強度等級為C25，實測得梁、柱混凝土強
度已達到原設計強度值。
(4) 結構計算分析。根據原有施工圖和現場實測結
果，利用相關軟件對該房屋結構進行計算分析，經分析計算
結果和原結構竣工圖紙，原房屋的實際所配鋼筋及構造措
施均能滿足現行有關規范規定。
根據以上檢測分析，參照GBJ 144—1990(工業廠房可
靠性鑒定標準》，該房屋結構可靠性等級可評為二級，即“可
靠性略低于國家現行標準規范要求，不影響正常使用，個別
項目應采取措施”。
3．2 動測法及結果
采用同濟大學SVSA振動信號采集與分析系統對4號
爐主廠房在設備靜止和運行狀態下的振動情況進行了測
試，其結果見表3。從測試結果分析，除豎向阻尼比指標D2
稍微超標外，其余指標均在正常范圍內，表明該結構現狀良
好，基本不需進行整修和加固。
表3 4號爐主廠房振動測試結果
4 結語
從以上兩種方法實測及其結果的對比我們可以看出，
采用傳統檢測方法耗時很長(整個廠房檢測約需一天時間)，
部分檢測項目可能影響到電廠的正常生產(鉆芯取樣時鉆斷
了一條預埋在柱內的電線)。而動測法僅需半個小時，且不
會影響正常生產，所得結論與傳統方法一致，說明該方法簡便
實用，適用于電廠廠房這類有特殊需要的房屋檢測。
74 低溫建筑技術 2011年筇7期(總第157 )
關于鋼網架屋蓋高空滑移施工技術的研究
王寧， 唐濤
(上海建科建設監理咨詢有限公司。 上海200032)
【摘要】屋蓋網架高空滑移技術節省空間和時間，便于組織流水施工等，相對于《空間網格結構技術規程》
所推薦的其他方法更具優勢，逐漸成為一項較多使用的網架施工方法。因此，對于空間網架結構這方面施工技術
的研究也是十分必要的。為研究高空滑移法的施工技術要點，提高網架高空滑移的施工精度，本文結合工程實
踐，分析了網架高空分段滑移的主要難點及關鍵技術，提出了高空滑移需注意的要點并提出了相應的控制措施。
【關鍵詞】高空滑移；網架結構；同步性；撓度；合攏精度
【中圖分類號】TU758．11 【文獻標識碼】 B 【文章編號】 1001—6864(2011)07—0074—02
某大型公共建筑的屋蓋采用鋼網架結構，該屋蓋
南北方向長度約為450m，東西方向長度約為160m，為
正放四角錐鋼網架結構，網架最大高度約7m，節點采
用焊接球。網架的鋼構件主要有鋼管柱、萬向鉸支座、
焊接球、桿系等。
屋頂網架結構采用兩向正交正放網架結構，支撐
采用周邊與中間點支撐相結合的支撐方式。網架南北
兩端支撐在放置在斗拱上的雙向滑動鉸支座上，中建
支撐在① 、③ 、⑥ 、⑧軸線的鋼管混凝土柱上的固定鉸
支座上，支撐柱網布置不均，東西向為42、72、42m，南
北向分別為21．5、40、43m等。
1 施工方法選擇
目前屋蓋網架的施工方法主要有高空散裝、滑移
網架、滑移胎膜、整體提升、整體頂升法、分條或分塊安
裝等?。其中滑移網架的施工方法以其自身的優勢
而得以廣泛應用：① 可以節省大量的底部支撐措施
(如搭設滿堂腳手架進行散裝)；② 很好的形成流水線
作業；③不影響網架覆蓋面內其他專業工作的進行
(很好的滿足了現在建設工程中總工期緊的要求)；④
安裝不受下部結構形式的影響(如滑移胎膜，整體提
升都要求網架下部結構或地坪要平整) 。本屋蓋工
程安裝跨度大、體量大、安裝高度高、構件數量多、高空
拼接焊接量大，并且工期非常緊張。在屋蓋網架滑移
的過程中，網架下部仍在大面積進行施工，且工期不允
許分別施工必須同步施工，故本工程無法搭設滿堂腳
手架、無法布置大量的同步提升或頂升設備、周邊無開
闊的場地無法安裝大型吊裝機械。所以本屋蓋網架采
用分單元高空滑移法施工。
2 滑移方案布置
根據工程結構及現場復雜情況，對本屋蓋網架采
取橫向單元高空滑移安裝(由南向北滑移)，兩端部高
空平臺散裝的施工方法。根據屋蓋整體結構情況，將
整個屋蓋結構分為中間滑移區域和兩端散裝區域。根
據網架結構形式、天窗布置、支座及焊接球位置等因
素，將滑移區域按橫向劃分為9個滑移安裝單元。
根據現場已施工完成的鋼管柱以及有限的工作
面，滑移區域設置4條高空滑移軌道，均設置在①、③ 、
⑥ 、⑧ 軸線的鋼管混凝土柱上。柱間用胎架支撐鋼軌，
鋼軌間距分別為42、72、42m。
3 滑移技術分析
本屋蓋網架分條高空滑移難度大、工期緊、精度要
求高，故需通過前期合理分段、計算模擬、同條件摩擦
與加速度試驗、選擇先進的液壓滑移技術和設備、采用
先進信息手段、設置合理滑移軌道、過程監測等，對撓
度、同步性、加速度、拼接精度等來控制其滑移進度。
3．1 前期計算模擬
參考文獻
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傷分析[J]．西南交通大學學報，2007，42(4)：1—6
[收稿日期】2011—02—21
[作者簡介] 汪洋(1977一)，男，湖南常德人，講師，博士，研
究方向：建筑結構減隔震，工程結構檢測 加固。

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