关于成都某管廊项目装配式支吊架事故浅析
成都某管廊项目近日通水试压时,DN400配水管从吊架坠落,吊架结构失效,吊架采用装配式支吊架系统,形式为门型单跨,生根方式为槽式预埋件系统。由计算书可知,该吊架仅敷设了DN400配水管,且位于横担跨中,根据计算结果,选用72槽钢作为横担,41槽钢托臂作为吊杆,横担与吊杆之间连接件为直角形式三孔连接件,托臂与预埋槽钢采用M16T型螺栓连接生根,如图1所示。
现场还原
通水试压时,承重支吊架失效,管线直接坠落,所幸没有人员伤亡。从现场发回的图片看,横担端部槽口卷边被撕裂,吊杆端部槽口张开或直接沿背部撕裂,横担与吊杆连接件变形严重,由直角变为约150度角,吊杆根部即托臂底板沿槽口向槽背焊缝失效,槽钢与底板脱开。现场图如图2~图9。
▲图2 吊杆和横担连接时效(1)
▲图3 吊杆和横担连接时效(2)
▲图4 吊杆和横担连接时效(3)
▲图5 横担齿牙时效
▲图6 横担卷边撕裂
▲图7 横担卷边撕裂
▲图8 吊杆焊缝开裂(1)
▲图9 吊杆焊缝开裂(2)
原因分析
小问题暂按下不表。从计算书看,横担选型没有问题,但是由于吊杆与横担之间非完全铰接,具备一定刚度,横担端部会产生固端弯矩,由牛顿第三定律,吊杆托臂末端将承受外力偶作用,对于左侧吊杆将承受顺时针方向外力偶,右侧吊杆相反,加之吊杆托臂抗弯刚度较小,托臂悬臂较长(1.3m),在托臂根部槽口将会有拉应力分布,超出焊缝抗拉强度即开裂,在外力偶作用下也将产生较大的变形。
另外,一般情况下,材料会留有一定程度足够的安全储备,设计也会考虑一定的承载力富余量,现场吊架结构失效,足见产品质量之差。
经验教训
1. 安全、经济、合理是设计之本,应重视产品质量和方案设计;
2. 装配式支吊架承载力验算不只是横担受弯、吊杆轴(拉)和连接件等,对于重载需谨慎;
3. 装配式支吊架行业鱼龙混杂,建设单位如果要用装配式支吊架系统,笔者建议将安全放到首位,价格放次位,有条件的可以对企业进行全面考察。
注:以上图片源自现场,仅供说明问题使用。