户外钢结构广告牌的结构检测及分析

户外钢结构广告牌的结构检测及分析

陈燕琳

上海建设结构安全检测有限公司 上海 200000

摘要：在重力荷载和风的影响下，近年来经常出现户外钢结构广告牌坠落问题，严重威胁了周围居民的生命健康。在本次研究中将首先介绍钢结构广告牌结构检测内容和检测技术，然后结合工程实例分析户外钢结构广告牌的结构检测，希望能够为相关人员提供一定参考。

关键词：结构检测；户外广告牌；钢结构

前言：在我国经济越来越繁荣的过程中，大幅度提升了广告牌建造数量。这类构筑物不仅常悬挂在高处，并且存在钢结构随意连接的情况。因为需要长期暴露在空气中，在空气中氧气和水等因素综合影响下，当户外钢结构广告牌使用一定时间后，会出现焊缝缺陷或构件表面腐蚀等问题，最终致使广告牌倾倒或掉落。在此种情况下，相关人员非常有必要检测户外钢结构广告牌的安全性，可有效避免相关的安全事故。

1、钢结构广告牌检测内容

在检测钢结构广告牌的过程中主要涉及检测外观质量缺陷、检测结构变形、检测构件连接等情况。其中在检测结构变形时经常使用铅锤仪、经纬仪、游标卡尺、水准仪等检测仪器。钢结构广告牌构件主要利用焊接或螺栓的方式连接，所以检测内容为焊接质量和螺栓连接质量，在实际检测工作中相关人员主要使用X射线、超声波探伤等仪器，在检测时需要钢结构拥有光滑平整的表面[1]。外观质量检测主要是检测钢结构广告牌是否存在变形、锈蚀等问题。

2、常见的钢结构广告牌结构检测技术

2.1 表面探伤检测技术

主要运用近表面钢铁材料被磁化的性能或者液体渗透原理来确定钢结构内部是否完好。在正常情况下，当钢结构构件存在越明显的缺陷时，就会出现越显著的表现，此种方法具备直观呈现检测结果、成本支出低、检测时间短等优势。当然此种方法也存在一定缺陷，只有在钢结构存在表面开口缺陷时才可使用。

2.2 内部探伤检测技术

现如今，相关人员大多使用X射线探伤和超声波探伤两种方法检测钢结构广告牌内部缺陷。超声波探伤主要是完成电能向机械能的转化，发出的超声波可在整个钢结构中穿过，而当钢结构存在缺陷时就会反弹回来，在其回到设备中会转变成电信号，同时放大这个信号。X射线主要是根据介质不同的原理，能够直接在胶片上投放缺陷，从而直接展现缺陷的位置和大小。正常来说，超声波主要是在立体缺陷中使用，而X射线可在平面型缺陷中发挥很好的作用。在现阶段钢结构广告牌结构检测工作中，X射线与超声波拥有较高使用率，但是因为相关设备存在较大体系，也限制了其进一步发展。

2.3 直接检测法技术

结构检测过程中，因为检测环境和资金等方面的限制，相关人员经常会使用传统检测方法开展钢结构检测工作，以此了解钢结构构件表面是否存在熔合、裂缝、气泡等缺陷。

3、户外钢结构广告牌结构检测实例

3.1 工程概况

某户外广告牌为户外落地式钢结构，在2012年建造完成，拥有23m左右总高度，其上部结构体系由两个广告牌面板和钢结构支架组成，下部为圆钢管构成的独立柱，使用钢筋混凝土材料作为柱底基础。根据2014年颁布的《户外广告设施技术规范》可知，当户外广告设施拥有15m2以上单体面积或10m以上高度时，需要每两次完成一次安全检测。所以，为了解该广告牌的安全性，需要规范开展检测其钢结构质量的工作。

3.2 检验项目

在本次钢结构检测工作中主要包含承载力、钢构件锈蚀削弱程度、垂直度、钢构件涂装、钢材料强度、钢结构现状、钢构件截面尺寸等内容。

3.3 检测结果

3.3.1 结构现状

相关人员在现场检查了构造和连接、外观质量等问题，将钢结构质量缺陷作为检查重点，如螺栓牢固度、焊缝裂纹、焊瘤、划痕、麻点、夹渣、锈蚀、分层、裂纹等，以及环境对结构作用的不利影响。下面为详细的现场检查结果。

1）钢构件损伤、锈蚀检查。该钢结构广告牌支架和上面2个广告牌存在大面积的龟裂、脱皮、泛锈等情况，钢材表面存在大范围划伤、锈蚀、麻点等缺陷，立柱表面也出现了龟裂、脱皮、泛锈问题。

2）检测焊缝质量。有飞溅物和焊渣存在于广告牌上部局部焊缝附近，焊缝拥有咬边、未熔透、虚焊、未焊满、裂缝、夹渣等不足。立柱中未发现焊缝缺陷。

3）检测螺栓质量。在广告牌上部螺栓中存在严重锈蚀，部分螺栓不够紧固，在连接数量支架和支架的部位螺栓缺失。

4）检测检修通道。在该广告牌中，设计人员是在面板内侧设置的上检修通道，面板外侧设置的下检修通道，并且施工人员紧密连接了面板结构与上下检修通道，仅400mm宽度，并未进行维护结构设置，对检修工作和画面更换不利。另外，检修通道涂层出现了龟裂、脱皮、泛锈等情况，构件存在轻微划伤、锈蚀问题。

5）检测现场地基基础。地基附近为平整地表，不存在开裂、沉降、隆起等不良情况。基础满足稳定性要求，没有开裂、破损等情况。

3.3.2 钢构件截面尺寸

根据2019年《建筑结构检测技术标准》、2014《户外广告设施技术规范》等提出的要求，对该户外钢结构广告牌使用超声波测厚仪、钢卷尺、游标卡尺等开展抽样检测，详细检测结果如表1所示。

表1 钢构件截面尺寸检测结果

3.3.3 钢材料强度

按照2019《建筑结构检测技术标准》中的相关规范，借助里氏硬度计抽样检测该广告牌钢构件材料强度。其为B类检测类别，最终检测结果如表2所示。

表2 钢构件材料强度检测结果

通过上表可知，在本次检测中仅有龙骨材料没有达到相应的抗拉强度，其余构件材料均可满足要求。

3.3.4 钢构件锈蚀削弱程度

与现场检查结果相结合，部分构件中的竖向支架腹板和钢梁壁厚存在D级锈蚀。相关人员需要合理检测D级锈蚀钢构件的削弱程度。最终结果为上层GL实测值为13.94mm，存在5.6%的削弱程度；下层GL实测值为13.94mm，存在6.2%的削弱程度；ZJ9-2的实测值为5.91mm，存在7.1%的削弱程度；ZJ8-2的实测值为5.85mm，存在5.0%的削弱程度。根据上述结果可知，竖向支架腹板最严重的锈蚀部位达到了7.1%的削弱程度，钢梁壁厚最严重的锈蚀部位达到了6.2%的削弱程度。

3.3.5 钢构件涂装

与上述检测规范相结合，利用涂层测厚仪明确钢构件涂层厚度，并设置为B类检测类别。在检测支架、钢柱、钢梁涂层厚度时得到了124～150μm平均厚度值，能够使设计要求得到满足，在检测龙骨、支撑构件涂层厚度时得到了57～72μm平均厚度值，并未达到相关设计要求。

3.3.6 垂直度

根据2016《建筑变形测量规程》以及上文所述相关规范检测钢结构广告牌垂直度，因为场地条件较差，相关人员选择在西侧使用全站仪开展检测工作，最终检测结果为顶部向南偏5mm，与相关规范要求相符。

3.3.7 承载力计算

1）计算参数。在实际开展计算工作时，相关人员使用了结构计算软件，将本工程的各项参数输入了结构计算模型，验算了该钢结构广告牌的结构承载力。在计算中所使用的参数如下：23m构筑物高度、设计值构建截面尺寸、1.5风载体型系数、实测值构件材料强度、0.5kN/m2基本风压、一级结构安全等级、B类地面粗糙度，8度地震设防烈度、丙类抗震设防类别。

2）计算模型及结果。在完成处理工作后，相关人员获得了如图1所示的计算模型。最终计算结果证明。在1.4×风荷载+1.2×恒载下，该钢结构广告牌拥有达到规范要求的结构承载力。

3.4 问题及整改意见

在本次研究中笔者结合工程实例研究了户外钢结构广告牌结构检测的情况，确定了其各项性能参数，最终得出如下结论：1）在钢构件中有一定的缺陷存在，如损伤、涂层剥落、锈蚀等，需要相关人员采取除锈防腐处理措施，从而为该广告牌后期正常使用提供有效保障；2）焊缝存在质量缺陷，相关人员需要再次进行焊接工作，保证广告牌结构符合相关安全规范；3）拥有螺栓缺失和锈蚀的问题，相关人员应补足缺失螺栓并及时更换锈蚀螺栓；4）检修通道存在设计不合理问题，需要对上下检修通道进行更换，并合理设置安全防护栏杆，不但可以使检修人员更为便利地开展工作，还能够提升检修工作的安全性；5）涂层并未达到足够厚度，需要先对构件进行除锈处理，然后再充分完成防腐涂料涂覆工作；6）广告牌面板构件存在严重锈蚀，需及时更换。

结束语：

    虽然户外钢结构广告牌具备较为简单的结构，导致很多人员忽视其结构检测问题，但是其拥有较为严重的事故危害。相关人员应根据各种规范利用各种先进检测技术规范开展其结构检测工作，进而有效避免其出现安全问题。

参考文献：

[1]赫传凯.广告牌结构安全性评估研究[J].工程质量,2021,39(6):5.

[2]杨国锋,马德志.钢结构工程焊缝无损检测技术及其运用分析[J].安防科技,2021(010):000.

[3]王志潼,魏从荣.江苏沿海地区高速公路沿线钢结构单立柱广告牌病害分析及处治[J].河南建材,2021,21(12):35.