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　　摘要：鋼結(jié)構(gòu)健康檢測及鑒定是保障建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性的重要措施。結(jié)合建筑鋼結(jié)構(gòu)實際特點，采用科學(xué)合理地健康檢測及鑒定，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，避免造成鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故。本文對建筑鋼結(jié)構(gòu)的健康檢測及鑒定進行簡單分析。
　　關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)；健康檢測；無損檢測
　　一．引言
　　隨著高層建筑的逐漸興起，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍逐漸擴大，針對鋼結(jié)構(gòu)的健康檢測也越來越多。高層建筑結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜、工作條件越來越苛刻，由鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量造成的事故也越來越多，事故危害越來越大，對建筑鋼結(jié)構(gòu)的健康檢測及鑒定提出了更高要求。
　　二．建筑鋼結(jié)構(gòu)健康檢測內(nèi)容
　　1.幾何量檢測
　　裂縫的檢測包括裂縫出現(xiàn)的部位（分布）、裂縫的走向、裂縫的長度和寬度。觀察裂縫的分布和走向，可繪制裂縫分布圖。裂縫寬度的檢測主要用10倍～20倍讀數(shù)放大鏡、裂縫對比卡及塞尺等工具。裂縫長度可用鋼尺測量，裂縫深度可用極薄的鋼片插入裂縫，粗略地測量，也可沿裂縫方向取芯或超聲儀檢測。判斷裂縫是否發(fā)展可用粘貼石膏法，將厚10mm左右，寬約50mm～80mm的石膏餅牢固地粘貼在裂縫處，觀察石膏是否裂開；也可以在裂縫的兩側(cè)粘貼幾對手持式應(yīng)變儀的頭子，用手持式應(yīng)變儀量測變形是否發(fā)展。
　　2.結(jié)構(gòu)變形檢測
　　測量結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形常用儀器有水準儀、經(jīng)緯儀、錘球、鋼卷尺、棉線等常規(guī)儀器以及激光測位移計、紅外線測距儀、全站儀等。結(jié)構(gòu)變形有許多類型，如梁、屋架的撓度，屋架傾斜，柱子側(cè)移等需要根據(jù)測試對象采用不同的方法和儀器。測量小跨度的梁、屋架撓度時，可用拉鐵絲的簡單方法，也可選取基準點用水準儀測量。屋架的傾斜變位測量，一般在屋架中部拉桿處，從上弦固定吊錘到下弦處，量測其傾斜值，并記錄傾斜方向。
　　3.結(jié)構(gòu)材料性能檢測
　　對鋼材性能檢測主要是指裂紋、孔洞、夾渣等。對焊縫主要是指夾渣、氣泡、咬邊、燒穿、漏焊、未焊透以及焊腳尺寸不足等對鉚釘或螺栓主要是指漏鉚、漏檢、錯位、錯排及掉頭。檢測方法主要是外觀檢查、x射線、超聲波探傷、磁粉探傷方法和滲透探傷方法檢查。超聲法用于金屬材料的探測要求頻率高，功率不必太大，這樣測試靈敏度高，測試精度好。超聲波探傷通常采用縱波探傷和橫波探傷（主要用于焊縫探傷）兩種方法。超聲波對鋼結(jié)構(gòu)檢測，要求測點平整光滑。
　　4.鋼結(jié)構(gòu)的缺陷
　　由于人為或自然原因，致使建筑物出現(xiàn)影響正常使用以及承載力、耐久性、整體穩(wěn)定性等不足的問題。缺陷表現(xiàn)為具有影響正常使用以及承載力、耐久性、完整性的種種隱藏的和顯露的不足。但缺陷往往是產(chǎn)生事故的直接或間接原因，而事故往往是缺陷的質(zhì)變和經(jīng)久不加處理的發(fā)展。
　　三.建筑鋼結(jié)構(gòu)健康檢測與鑒定現(xiàn)狀
　　縱觀國內(nèi)無損檢測在建筑業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀，非特別重要的構(gòu)件一般不用射線探傷，對于厚度在8mm及其以上的板材及曲率半徑不大的管材對接焊縫多采用超聲波探傷，8mm以下的板材和曲率半徑較大的管材對接焊縫多采用磁粉探傷和滲透探傷而角焊縫基本采用磁粉探傷和滲透探傷。
　　雖然全息探傷是發(fā)展方向，但目前工程實踐中幾乎沒有應(yīng)用。然而，對于4mm～8mm范圍內(nèi)的鋼板對接焊縫，用磁粉探傷和滲透探傷都只能探到表面和近表面的缺陷，特別是對只能單面探傷的焊縫內(nèi)部缺陷較難探出，而普通超聲儀探頭能探測到的最小厚度是8mm。
　　對于這一厚度范圍的鋼板或管材探測焊縫內(nèi)部缺陷必須結(jié)合工程實際情況研制專門的超聲儀探頭，才能進行探傷檢測。焊接連接是鋼結(jié)構(gòu)中最基本的一種連接方式，按焊縫與母材的連接位置可分為對接焊縫和角焊縫，對接焊縫包括完全焊透的對接焊縫和部分焊透的對接焊縫，角焊縫分直角焊縫和斜角焊縫。
　　依據(jù)GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等情況按一定原則確定不同的質(zhì)量等級。對于不同質(zhì)量等級的焊縫，GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范要求進行表觀檢查和內(nèi)部質(zhì)量檢測。
　　四.建筑鋼結(jié)構(gòu)健康檢測及鑒定應(yīng)用及發(fā)展策略
　　1.直接檢測法技術(shù)應(yīng)用
　　在鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)日益發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的直接觀測檢查仍然起到了很大的作用。
從經(jīng)濟性的角度去看，任何一種現(xiàn)代化的檢測技術(shù)都需要大量的資金支持，因此，傳統(tǒng)的直接檢測法具有經(jīng)濟實用的特點。通過鋼結(jié)構(gòu)直接觀測檢查法，可以對鋼結(jié)構(gòu)表面的氣泡、裂縫以及咬邊、熔合等常規(guī)缺陷進行檢測。當(dāng)然，這種方法需要工作人員常年的工作經(jīng)驗積累，需要工作人員的嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和工作技術(shù)做支撐，才能對鋼結(jié)構(gòu)進行全面的檢測。同時，結(jié)合現(xiàn)代先進的檢測方法，使傳統(tǒng)的檢測方法發(fā)揮更大的作用。
　　2.磁粉檢測技術(shù)應(yīng)用
　　磁粉檢測技術(shù)是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)無損檢測的重要技術(shù)之一，其原理是當(dāng)鋼鐵材料被磁化以后，鋼結(jié)構(gòu)上面將會出現(xiàn)磁力線的分布情況，通過分析磁力線的分布，可以判斷出鋼結(jié)構(gòu)是否存在缺陷。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)存在裂縫等缺陷時，磁力線將會因為鋼結(jié)構(gòu)破損而發(fā)生扭曲或變形，通過一些合適的光照就可以直觀的觀測到這些缺陷，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)損傷的檢測。在沒有破損、裂縫的鋼結(jié)構(gòu)上，磁力線應(yīng)該表現(xiàn)為全部通過這類材料，并且排列整齊；如果鋼結(jié)構(gòu)存在缺陷，表面粗糙，則磁力線經(jīng)過鋼結(jié)構(gòu)表面時會發(fā)生扭曲，而且缺陷越大，磁力線的扭曲程度就越大。這種檢測方法一般用于鐵磁性的材料，例如鋼管、鋼板以及鑄鋼零件等，而且具有成本較低、使用方便、檢測結(jié)果直觀顯示、檢測效率高等優(yōu)點。但是，它也存在一定的缺陷，這種檢測只能用于鐵磁性材料，而且對檢測員的視力要求較高。
　　3.超聲波法技術(shù)應(yīng)用
　　利用超聲波法對鋼結(jié)構(gòu)進行綜合檢測，基本原理是在鋼結(jié)構(gòu)的一側(cè)安裝發(fā)射探頭，通過發(fā)射探頭將電能轉(zhuǎn)換成為機械能，發(fā)出超聲波可以穿透鋼結(jié)構(gòu)，到結(jié)構(gòu)的另一側(cè)。然后通過接收探頭將接收到的超聲波接收后再還原成電信號，隨后將這個信號放大，就可以在示波器上顯示出來。聲波傳送的時間則是通過數(shù)碼顯示器得到，并可以打印出具體的數(shù)值。因為超聲波所穿透的鋼結(jié)構(gòu)厚度（距離）是已知的，就可以根據(jù)超聲脈沖發(fā)出和到達的時間，算出聲波在鋼結(jié)構(gòu)中的傳播速度，從聲速上就可以對鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進行判斷。一般來講，鋼結(jié)構(gòu)的密度越大，則所測得的聲速也就會越大。相反，如果鋼結(jié)構(gòu)的密度比較小，材質(zhì)相對稀疏，則測得聲速也會變的較小。通過超聲波檢測，可以有效的檢測出鋼結(jié)構(gòu)的完整性，保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。由此可知，超聲波檢測鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量和完整性的理論基礎(chǔ)是彈性波波速與媒質(zhì)特性之間的關(guān)系。從聲波傳送的速度可以推測出所穿透的鋼結(jié)構(gòu)特性的變化。
　　4.力學(xué)檢測技術(shù)應(yīng)用
　?。?）高應(yīng)變動力檢測法
　　根據(jù)作用在鋼結(jié)構(gòu)的動荷載的能量是否可以使鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性位移，可以將動力檢測法分為高應(yīng)變動力和低應(yīng)變動力兩種方法，也就是高應(yīng)反射波法和低應(yīng)反射波法。高應(yīng)反射波法是指利用幾十甚至幾百斤重的重錘來敲鋼結(jié)構(gòu)的一側(cè)，同時在鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)距受力端一段距離處對稱安裝力和速度傳感器，測定重錘沖擊下的作用力和速度信號。這種方法作用在受力處的能量較大，應(yīng)力和應(yīng)變水平與鋼結(jié)構(gòu)使用環(huán)境下的應(yīng)力應(yīng)變水平相接近，分析鋼結(jié)構(gòu)受力時輸出的信號，通過動荷載來檢驗鋼結(jié)構(gòu)的承載能力。
　?。?）低應(yīng)變動力檢測法
　　低應(yīng)變動力檢測法是采用低能量的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振，通過讓鋼結(jié)構(gòu)在合理的彈性范圍內(nèi)進行較低幅度的振動，然后再根據(jù)波動理論和振動來判斷鋼結(jié)構(gòu)的缺陷。目前我國低應(yīng)變動測試法主要有應(yīng)力波反射法和振動波法，其中反射波的應(yīng)用最廣泛。然而低應(yīng)變動測法能否測定承載力在國內(nèi)還存在一定爭議。因為低應(yīng)變反射波法把鋼結(jié)構(gòu)看作一維彈性均質(zhì)桿件，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)一端受到?jīng)_擊時，應(yīng)力波將會沿著鋼結(jié)構(gòu)向下傳播，當(dāng)遇到阻礙時發(fā)生反射，由頂端的傳感器進行接收，然后經(jīng)過動測儀的采集處理后，記錄反射信號，根據(jù)實測時域的信號波形的浮動值和相位特征來判斷鋼結(jié)構(gòu)是否存在缺陷。
　　5. 基于超聲波無損檢測應(yīng)用
　　超聲波探傷具有高靈敏度、操作簡便、探測速度快、成本低且對人體無損傷的優(yōu)點，故得到廣泛應(yīng)用。在檢測前，首先要了解設(shè)計對焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。
　　目前鋼結(jié)構(gòu)的驗收標準是依據(jù)GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》來執(zhí)行的。標準規(guī)定：對于設(shè)計要求焊縫焊接質(zhì)量等級為I級，評定等級為Ⅱ級時，規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波檢測；對于設(shè)計要求焊縫焊接質(zhì)量等級為Ⅱ級，評定等級為Ⅲ級時，規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波檢測；對于設(shè)計要求焊縫焊接質(zhì)量等級為Ⅲ級時不做超聲波內(nèi)部缺陷檢查。
　　在此值得注意的是超聲波檢測用于全熔透焊縫，其檢測比例按每條焊縫，長度的百分數(shù)計算，并且不小于200mm。對于局部檢測的焊縫，如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時：
　?。?）應(yīng)該在該缺陷兩端的延伸部位增加檢測長度，增加長度不應(yīng)小于該焊縫長度的10%且不應(yīng)小于200mm，當(dāng)仍有不允許的缺陷時，應(yīng)對該焊縫進行100%的檢測檢查；
　?。?）應(yīng)該清楚檢測時機，碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后，低合金結(jié)構(gòu)鋼在焊接完成24h以后方可進行焊縫檢測檢驗；
　?。?）應(yīng)該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止，本人在實際工作中接觸到的要求檢測的絕大多數(shù)焊縫都是中厚板對接焊縫的接頭型式，所以下面主要就對焊縫檢測的操作做針對性的總結(jié)。
　　一般的母材厚度在8mm～30mm之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這些數(shù)據(jù)后才可以進行檢測前的準備工作。在每次檢測操作前都必須利用標準試塊（CSK—IA、CSK—ⅢA），校準儀器的綜合性能及檢測靈敏度、校準面板曲線，以保證檢測結(jié)果的準確性。
　　五．結(jié)束語
　　建筑鋼結(jié)構(gòu)健康檢測及鑒定是保障建筑鋼結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量的重要策略，通過做好鋼結(jié)構(gòu)健康檢測及鑒定，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，采用合理補救措施，確保建筑質(zhì)量安全、穩(wěn)定。 
         李中華1 張津銘2
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　　2.身份證號碼：37108219860720003x

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