鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)飛速發(fā)展，大踏步地進(jìn)入到成熟期，在帶來進(jìn)步和榮譽(yù)的同時(shí)，也帶來了一系列的“發(fā)展中的問題”。
歷史發(fā)展往往有驚人的相似之處，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展過程和我國(guó)鍋爐壓力容器行業(yè)發(fā)展軌跡相似，已經(jīng)從“無序狀態(tài)”、問題積重難返的局面進(jìn)入“法治”的轉(zhuǎn)折期階段。分析認(rèn)為：鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、工程質(zhì)量、人員素質(zhì)和安全運(yùn)營(yíng)等方面，都存在不同程度的不足、缺陷和遺憾；目前在鋼結(jié)構(gòu)焊接工程中相繼發(fā)生重大的惡性安全、質(zhì)量事故，同時(shí)各地相繼發(fā)現(xiàn)以焊縫裂紋為主的鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷，足以說明鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)也進(jìn)入到“問題期”。本文收集了部分典型例證來說明“問題期”的嚴(yán)重性。
災(zāi)難性事故
1.內(nèi)蒙古鄂爾多斯那達(dá)慕賽馬場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)“坍塌”
2010年12月15日凌晨1時(shí)30分左右，那達(dá)慕主會(huì)場(chǎng)即是伊金霍洛旗賽馬場(chǎng)，西側(cè)看臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)罩棚主結(jié)構(gòu)發(fā)生 “坍塌”。2011年1月7日在現(xiàn)場(chǎng)看到，賽馬場(chǎng)西側(cè)看臺(tái)七八十米長(zhǎng)的主體鋼結(jié)構(gòu)罩棚塌落，看臺(tái)座椅被砸得七零八落（見圖1、圖2），無人員傷亡。
圖1 主體鋼結(jié)構(gòu)“坍塌”全景
圖2 主體鋼結(jié)構(gòu)“坍塌”現(xiàn)場(chǎng)
事故發(fā)生后，鄂爾多斯市立即成立事故調(diào)查組，調(diào)查組委托中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查鑒定。原因查明：2010年11月中旬用于罩棚鋼結(jié)構(gòu)焊接的24個(gè)支撐柱開始卸載，12月5日完成后現(xiàn)場(chǎng)全面停工進(jìn)入冬歇期，但由于西側(cè)（西區(qū)）看臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)罩棚部分焊縫存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，遇到近期驟冷的天氣，鋼結(jié)構(gòu)罩棚出現(xiàn)較大伸縮而發(fā)生塌落。專家組認(rèn)定，這是一起施工質(zhì)量事故。
焊縫質(zhì)量嚴(yán)重缺陷是造成這次事故的直接原因之一。在“坍塌”現(xiàn)場(chǎng)，部分?jǐn)嚅_的受力焊縫顯示出內(nèi)埋的鋼筋和砼塊，暴露出參加施工的焊工職業(yè)素質(zhì)極差；除此之外，據(jù)查幾乎全部焊工只有國(guó)家安監(jiān)部門頒發(fā)的焊工特種工種安全操作證，而無上崗操作證，同樣顯示出焊工技術(shù)水平差的嚴(yán)峻現(xiàn)狀，這是“坍塌”事故的深刻教訓(xùn)。
目前，焊工證就有5種之多：①國(guó)家安監(jiān)部門頒發(fā)的焊工特種工種安全操作證。②國(guó)家人社局頒發(fā)的焊工技能等級(jí)證。③國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督總局頒發(fā)的壓力容器、壓力管道焊工操作合格證。④國(guó)家各部、委焊工考試委員會(huì)頒發(fā)的各大系統(tǒng)所屬業(yè)務(wù)的焊工操作合格證，比如：冶金、電力、化工、造船等（各大國(guó)家直屬系統(tǒng)焊工合格證逐漸由中國(guó)工程建設(shè)焊接協(xié)會(huì)統(tǒng)一）。⑤涉外工程的各種焊工操作合格證，比如：AWS、JIS焊工操作合格證。后三類證件可證明焊工在某領(lǐng)域內(nèi)的某項(xiàng)（或多項(xiàng)）焊接技藝水平，而前兩類不完全代表焊工的實(shí)際操作水平，不能單獨(dú)在工程中應(yīng)用。有的管理者沒有上述經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，見證就收，使焊工持證者有機(jī)可乘、有空子可鉆，這也許是造成焊工證管理混亂的重要原因之一。
我們今天面對(duì)著這樣一個(gè)事實(shí)：焊接已經(jīng)從一種傳統(tǒng)的熱加工技藝發(fā)展到了集材料、冶金、結(jié)構(gòu)、力學(xué)及電子等多門類科學(xué)為一體的工程工藝學(xué)科，而且隨著相關(guān)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，不斷有新的知識(shí)融合在焊接之中；那種靠苦干、大干的傳統(tǒng)觀念，是肯定搞不好焊接的；然而，我們的主管部門對(duì)此則知之甚少。
最近幾年，盡管JGJ81—2002《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》明文規(guī)定了焊工培訓(xùn)的標(biāo)準(zhǔn)及方法，但是由于沒有權(quán)威部門的指導(dǎo)，人們對(duì)焊工持何證上崗仍然是“無章可循”。可能是出于對(duì)政府部門的信任，全國(guó)大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)和焊接工程，在部分業(yè)主、監(jiān)理的督促下，單獨(dú)采用了國(guó)家安監(jiān)部門頒發(fā)的焊工“特種工種安全操作證”。于是在很短的時(shí)間內(nèi)，數(shù)以萬計(jì)的農(nóng)民兄弟姐妹“放下鋤頭、立即拿起焊槍”，他們經(jīng)過短期的安全知識(shí)培訓(xùn)，向老鄉(xiāng)和師傅學(xué)習(xí)一些落后的甚至是淘汰的操作技術(shù)后，馬上就成為了掌握工程質(zhì)量命運(yùn)的焊工。這樣的焊工有體力，有熱情、有干勁，唯獨(dú)沒有專業(yè)理論和正規(guī)的操作技術(shù)；他們干的活越多，質(zhì)量隱患越多，越加令人提心吊膽；如果再加上指揮、監(jiān)督失誤，可以設(shè)想，工程質(zhì)量肯定不容樂觀。而且這種態(tài)勢(shì)目前依然存在，尚有市場(chǎng)。對(duì)此，稍有焊接知識(shí)的人都會(huì)感到緊張。
塌落事故初步匡算造成損失3000多萬元，并對(duì)相關(guān)責(zé)任人依法采取了刑事拘留等強(qiáng)制措施。
2. 某鋼鐵廠橋式吊車梁爆炸事故
2010年5月14日13時(shí)左右，橋式起重機(jī)主梁（規(guī)格為27.5m×0.8m×2m，箱式全密封）運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，擱放在地面上，下面用枕木墊起，由施工人員進(jìn)行箱體的檢修平臺(tái)焊接和防護(hù)欄桿組裝時(shí)發(fā)生了爆炸。箱體被爆開，一側(cè)的箱體板完全掀開，巨大的沖擊波把周圍正在工作的有關(guān)人員掀倒，造成了9死6傷事故發(fā)生，爆炸現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。
5·14行車爆炸事故原因查明，認(rèn)定事故的直接原因?yàn)椋浩鹬貦C(jī)箱型梁內(nèi)涂料和稀釋劑的揮發(fā)物與空氣混合后形成爆炸性氣體，遇焊接引起的高溫以及在吊裝翻滾的工序中，沒有清理完而殘存在箱體的焊條頭、鐵塊撞擊箱體發(fā)生火花點(diǎn)燃?xì)怏w，從而發(fā)生爆炸。氣體來源與公司結(jié)構(gòu)二車間產(chǎn)品涂裝工序的分包方個(gè)別員工的嚴(yán)重違章作業(yè)有關(guān)。
這次事故暴露出焊接工序管理的疏忽和漏洞。在吊車梁封閉的焊接工作之前沒有及時(shí)檢查箱體內(nèi)部，至使焊條頭、涂料、稀釋劑和鐵塊留在箱體內(nèi)，造成慘劇。十分奇怪的是涂料和稀釋劑根本不應(yīng)進(jìn)箱體，因此，用嚴(yán)重違章作業(yè)定性，不能服 眾。
3. 上海膠州路高層火災(zāi)
2010年11月15日，上海被一場(chǎng)突如其來的大火打破了平靜。特大火災(zāi)事故已導(dǎo)致53人死亡，另有71人受傷，如圖4所示。
圖4 上海膠州路高層火災(zāi)照片
國(guó)務(wù)院調(diào)查組認(rèn)定火災(zāi)五大原因之一就是：違規(guī)施焊，焊工無證上崗。教訓(xùn)極其慘痛！
工程質(zhì)量事故
1. 工程中的 熱裂紋
某體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)支座出現(xiàn)熱裂紋，如圖5所示。因焊劑不合格，鋼結(jié)構(gòu)制作焊接時(shí)出現(xiàn)大面積熱裂紋，如圖6所示。
圖5 鋼結(jié)構(gòu)支座出現(xiàn)熱裂紋
圖6 鋼結(jié)構(gòu)制作焊接時(shí)出現(xiàn)大面積熱裂紋
2. 工程中的“層狀撕裂”
我國(guó)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)“層狀撕裂”的認(rèn)識(shí)水 平在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位 ，但是由于鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展很快，技術(shù)管理跟不上，鋼結(jié)構(gòu)“層狀撕裂”仍然層出不窮，如圖7、圖8所示。
圖7 BOX結(jié)構(gòu)上“層狀撕裂”
圖8 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理造成“層狀撕裂”（工程實(shí)體試樣）
輕鋼結(jié)構(gòu)“坍塌”事故及圍護(hù)結(jié)構(gòu)事故
1. 輕鋼結(jié)構(gòu)“坍塌”事故
輕鋼結(jié)構(gòu)“坍塌”事故現(xiàn)場(chǎng)如圖9、圖10所示。
圖 9
圖 10
2. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)事故
根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)體系屬于靜載體系，不考慮疲勞破壞。然而，采用目前的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建造高鐵車站時(shí)，情況就發(fā)生很大的改變：高速列車以300km/h以上的速度通過車站時(shí)，車站雨棚立即受到較大的沖擊而產(chǎn)生振蕩；高速列車有規(guī)律的24h運(yùn)營(yíng)，雨棚也就有規(guī)律地產(chǎn)生振蕩。分析認(rèn)為：雨棚屬于高周低應(yīng)力疲勞范疇，時(shí)間一長(zhǎng)，鋼結(jié)構(gòu)主體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)必然產(chǎn)生疲勞破壞。首先是沒有采用剛性連接的圍護(hù)結(jié)構(gòu)接頭松動(dòng)而發(fā)生事故，然后是鋼結(jié)構(gòu)主體產(chǎn)生破壞；如果設(shè)計(jì)上有不足，施工質(zhì)量也不好，加上極端天氣因素的疊加，發(fā)生質(zhì)量、安全事故是肯定的。近期出現(xiàn)車站雨棚圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞的質(zhì)量、安全事故印證了這個(gè)觀點(diǎn)，如圖11、圖12所示。
圖 11
圖 12
問題的嚴(yán)重性在于全國(guó)所有的車站都不考慮疲勞破壞，都采用建筑鋼結(jié)構(gòu)靜載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。如果要進(jìn)行排查處理，其工作量和難度令人瞠目結(jié)舌。
所以，焊接工藝質(zhì)量控制對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的使用安全至關(guān)重要，做好每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制必不可少的設(shè)備就是鋼結(jié)構(gòu)探傷儀，推薦上海凌紐生產(chǎn)的超聲波探傷儀，相對(duì)于射線和磁粉探傷，探傷更精準(zhǔn)，使用過程輻射小，手持式探傷，隨身攜帶好操作。
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