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电厂厂房快速安全检测方法研究

文档作者：汪洋文档来源：上海电力学院		点击数：	更新时间： 2025年09月01日
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72 低温建筑技术 2011年第7期(总第157期)
电厂厂房快速安全检测方法研究
汪
(上海电力学院，
洋
上海200090)
【摘要】 电厂厂房在正常使用和灾后的质量安全问题至关重要，而由于电厂运行的特殊性，其房屋的安全
检测必须要求快速准确。本文针对传统工业厂房质量检测测试内容多，评价指标多等弊端，结合近年来发展起来
的动力测试技术，运用动力测试方法对电厂房屋进行实测研究，并与传统检测方法进行比较，结果表明该方法简
便实用，测试结果准确，更适用于电厂房屋的安全检测。
【关键词】 电厂房屋；安全检测；动测法
【中图分类号】TU271 【文献标识码】A 【文章编号】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
目前传统的房屋安全检测评价方法检测过程内容多，
周期长，而且各类评价指标之间的关系由于结构体系和布
置的不同而错综复杂，导致最终的评价结果往往模棱两可。
而电厂厂房结构的特殊性往往要求检测评价的速度要快，
结果要明确，而且不能耽误正常的生产。因此采用一套先
进合理，准确快速的检测方法对发电厂厂房进行日常和特
殊安全检测，以保障发电厂的安全运行，将具有重要的现实
意义。
1 动测测试技术的基本原理与方法
采用动测法评估结构的损伤状态是近年来工程界和学
术界都十分关注的一个研究领域。动测法的基本思想是任
何结构都可以看作是由刚度、质量、阻尼矩阵等结构参数组
成的动力学系统。房屋结构一旦发生损伤，其结构参数也
将发生改变，从而导致相应的动力参数的变化。因此这些
动力参数的变化可以看作是结构损伤发生的标志，用来诊
断结构的损伤¨J。常用的动力参数有：频率、振型、振型曲
率、应变模态、柔度、功率谱、频响函数等。
工程实践中通常采用专业的振动信号采集分析系统，
利用激振法或脉动法采集结构的振动数据，再把数据通过
一定的信号处理技术，得到相应的动力参数。将得到的动
力参数与结构的原始参数相比较，利用损伤原理或损伤指
标，即可对房屋的健康状况做出判断。
2 电厂厂房结构动测法的具体实施
考虑到电厂房屋尤其是厂房的特殊性，为迅速判断电
厂房屋结构的健康状况和损伤程度，需要定义一个或几个
损伤指标，该指标应该具有快速准确，简单易行的特点。近
年来，国内外的学者一直在寻找适用于结构整体探伤评估
的方法。通过研究结构动力特征的改变来进行损伤的诊断
(识别、定位和量化评估)，其中基于频率的结构损伤识别方
法得到了最广泛的研究，原因主要是：① 频率是最易测得的
结构动力特征；② 频率是当前技术测得最准的结构动力特
征。低阻尼结构的频率识别的分辨率一般可达到0．1％ ，而
同时其振型的误差可高达10％甚至更多。
本文参考国内外关于结构损伤诊断的文献，结合长期
进行工程结构检测的数据和经验，由传统检测试验结果建
立结构损伤程度与实测动力参数之间的关系，并根据电厂
房屋的特点提出以下的损伤判断指标。
2．1 频率指标
国内外曾经做过很多这方面的研究，有的研究者在实
验室通过构件实验，建立动、静刚度的关系，确定结构的承
载力，进而评定结构的损伤刚度 j【 。也有研究者通过实
测完好结构和受损结构，进行对比分析，建立频率与损伤程
度关系 ]。笔者通过大量的工程实测研究发现，在结构的
动力特性参数中，自振频率易测，受噪声干扰小，对结构刚
汪洋：电厂厂房快速安全检测方法研究 73
度变化敏感，刚度越大，自振频率越高，局部损伤，尤其是早
期损伤对自振频率的影响较大，而对实测振型的影响不明
显 ]。考虑到电厂检测的特殊性，为求简便实用，本文以结
构的一阶自振频率作为评估结构损伤程度的指标。具体指
标见式(1)和表1。
D．： ×100％ (1)
P-n
式中， 为完好结构的一阶自振频率； 为实测结构的
一阶自振频率。
表1 损伤指标D 的定量分析
D 值 损伤程度及处理方法
O～5％
5％ 一1O％
1O％ ～2O％
20％ 以上
无损伤或轻微缺陷，一般不进行处理
结构存在较明显缺陷或损伤，马上进行全面检测
结构存在较严重缺陷或损伤，立即采取结构加固
措施进行处理
结构严重破损甚至有倒塌的危险，立即停止生产并
进行人员疏散，并采取相应的紧急预案。
2．2 阻尼比指标
作为对结构整体损伤比较敏感的一个动力指标，尤其
是在有外部振动激励的情况下，其改变量的大小能及时反
映结构整体损伤情况。电厂厂房在机器开动时振动激励能
量较大，在设备运行和静止时分别测定结构的阻尼比，也可
作为一个比较准确的判断指标，具体指标见式(2)和表2。
D1：堕 ×100％ (2)
‘
￡
式中， t。为设备静止时结构的一阶阻尼比； 为设备运
行时结构的一阶阻尼比。
表2 损伤指标D 的定量分析
D2值 损伤程度及处理方法
0一lO％ 无损伤或轻微缺陷，一股不进行处理
10％ 一20％ 结构存在较明显缺陷或损伤，马上进行全面检测
． 一 结构存在较严重缺陷或损伤，立即采取结构加固
2O％ 一5O％
措施进行处理
5O％ 以E
结构严重破损甚至有倒塌危险，立即停止生产
3 实测分析
为验证本文提出方法的科学性和可行性，针对某热电
厂4号炉主厂房采用传统检测方法和动测法进行检测，通过
不同检测方法得出的结论对比，说明本文提出的动测法能
更快速准确的判断出检测对象的安全状况，适用于电厂房
屋的安全检测。
检测对象为南方某省热电厂4号炉主厂房，结构层共有
7层，结构平面呈矩形，采用钢筋混凝土框架结构，基础采用
桩基础，楼屋面板均采用现浇钢筋混凝土结构，抗震等级为
二级。因二期扩建工程的需要，对该厂房结构安全进行检
测评估。
3．1 传统检测方法及结果
(1) 现场检查。在现场检测人员对房屋原有主要结
构和构件的尺寸进行了现场测绘，并与原施工图纸核对，该
结构主要结构布置情况基本与原施工图一致，构件截面尺
寸偏差符合现行规范要求。
通过现场勘察，上部结构没有发现不均匀沉降、倾斜和
开裂，所以判断该房屋地基基础无严重静载缺陷。结构内
部也没有发现明显的裂缝或大的挠度等影响安全使用的状
况。钢筋混凝土构件均有粉刷层，未发现构件露筋、蜂窝等
施工质量问题，总体质量较好。
(2) 倾斜测量。在现场使用经纬仪对该结构的整体
倾斜程度进行了观测，根据JGJ125—99《危险房屋鉴定标
准》第4．5．4条，框架结构的整体倾斜率极值控制值是l％ ，
并且其侧向位移量不宜大于整体高度的1／500；实测结果均
小于规范规定框架结构整体倾斜率和侧向位移的控制值。
(3) 结构材料强度检测。为评定现有混凝土强度，检
测人员现场采用回弹法和钻芯取样法抽检了梁、柱的混凝
土强度，实测梁、柱混凝土强度平均值29．4MPa，最大
36．3MPa，最小28MPa，构件最大碳化深度2．5mm。该结构
梁、柱原设计混凝土强度等级为C25，实测得梁、柱混凝土强
度已达到原设计强度值。
(4) 结构计算分析。根据原有施工图和现场实测结
果，利用相关软件对该房屋结构进行计算分析，经分析计算
结果和原结构竣工图纸，原房屋的实际所配钢筋及构造措
施均能满足现行有关规范规定。
根据以上检测分析，参照GBJ 144—1990(工业厂房可
靠性鉴定标准》，该房屋结构可靠性等级可评为二级，即“可
靠性略低于国家现行标准规范要求，不影响正常使用，个别
项目应采取措施”。
3．2 动测法及结果
采用同济大学SVSA振动信号采集与分析系统对4号
炉主厂房在设备静止和运行状态下的振动情况进行了测
试，其结果见表3。从测试结果分析，除竖向阻尼比指标D2
稍微超标外，其余指标均在正常范围内，表明该结构现状良
好，基本不需进行整修和加固。
表3 4号炉主厂房振动测试结果
4 结语
从以上两种方法实测及其结果的对比我们可以看出，
采用传统检测方法耗时很长(整个厂房检测约需一天时间)，
部分检测项目可能影响到电厂的正常生产(钻芯取样时钻断
了一条预埋在柱内的电线)。而动测法仅需半个小时，且不
会影响正常生产，所得结论与传统方法一致，说明该方法简便
实用，适用于电厂厂房这类有特殊需要的房屋检测。
74 低温建筑技术 2011年筇7期(总第157 )
关于钢网架屋盖高空滑移施工技术的研究
王宁， 唐涛
(上海建科建设监理咨询有限公司。 上海200032)
【摘要】屋盖网架高空滑移技术节省空间和时间，便于组织流水施工等，相对于《空间网格结构技术规程》
所推荐的其他方法更具优势，逐渐成为一项较多使用的网架施工方法。因此，对于空间网架结构这方面施工技术
的研究也是十分必要的。为研究高空滑移法的施工技术要点，提高网架高空滑移的施工精度，本文结合工程实
践，分析了网架高空分段滑移的主要难点及关键技术，提出了高空滑移需注意的要点并提出了相应的控制措施。
【关键词】高空滑移；网架结构；同步性；挠度；合拢精度
【中图分类号】TU758．11 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2011)07—0074—02
某大型公共建筑的屋盖采用钢网架结构，该屋盖
南北方向长度约为450m，东西方向长度约为160m，为
正放四角锥钢网架结构，网架最大高度约7m，节点采
用焊接球。网架的钢构件主要有钢管柱、万向铰支座、
焊接球、杆系等。
屋顶网架结构采用两向正交正放网架结构，支撑
采用周边与中间点支撑相结合的支撑方式。网架南北
两端支撑在放置在斗拱上的双向滑动铰支座上，中建
支撑在① 、③ 、⑥ 、⑧轴线的钢管混凝土柱上的固定铰
支座上，支撑柱网布置不均，东西向为42、72、42m，南
北向分别为21．5、40、43m等。
1 施工方法选择
目前屋盖网架的施工方法主要有高空散装、滑移
网架、滑移胎膜、整体提升、整体顶升法、分条或分块安
装等⋯。其中滑移网架的施工方法以其自身的优势
而得以广泛应用：① 可以节省大量的底部支撑措施
(如搭设满堂脚手架进行散装)；② 很好的形成流水线
作业；③不影响网架覆盖面内其他专业工作的进行
(很好的满足了现在建设工程中总工期紧的要求)；④
安装不受下部结构形式的影响(如滑移胎膜，整体提
升都要求网架下部结构或地坪要平整) 。本屋盖工
程安装跨度大、体量大、安装高度高、构件数量多、高空
拼接焊接量大，并且工期非常紧张。在屋盖网架滑移
的过程中，网架下部仍在大面积进行施工，且工期不允
许分别施工必须同步施工，故本工程无法搭设满堂脚
手架、无法布置大量的同步提升或顶升设备、周边无开
阔的场地无法安装大型吊装机械。所以本屋盖网架采
用分单元高空滑移法施工。
2 滑移方案布置
根据工程结构及现场复杂情况，对本屋盖网架采
取横向单元高空滑移安装(由南向北滑移)，两端部高
空平台散装的施工方法。根据屋盖整体结构情况，将
整个屋盖结构分为中间滑移区域和两端散装区域。根
据网架结构形式、天窗布置、支座及焊接球位置等因
素，将滑移区域按横向划分为9个滑移安装单元。
根据现场已施工完成的钢管柱以及有限的工作
面，滑移区域设置4条高空滑移轨道，均设置在①、③ 、
⑥ 、⑧ 轴线的钢管混凝土柱上。柱间用胎架支撑钢轨，
钢轨间距分别为42、72、42m。
3 滑移技术分析
本屋盖网架分条高空滑移难度大、工期紧、精度要
求高，故需通过前期合理分段、计算模拟、同条件摩擦
与加速度试验、选择先进的液压滑移技术和设备、采用
先进信息手段、设置合理滑移轨道、过程监测等，对挠
度、同步性、加速度、拼接精度等来控制其滑移进度。
3．1 前期计算模拟
参考文献
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[收稿日期】2011—02—21
[作者简介] 汪洋(1977一)，男，湖南常德人，讲师，博士，研
究方向：建筑结构减隔震，工程结构检测 加固。

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