輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工技術(shù)探討

錢生澤

(中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司,天津 300300)

新時(shí)期背景下，加快輕軌建設(shè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代要求，輕軌是現(xiàn)代社會(huì)的一種全新交通工具，具有運(yùn)行速度快、運(yùn)輸能力強(qiáng)、隨走隨等特點(diǎn)。全面發(fā)展輕軌事業(yè)必將對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)生提供支持和保障，目前輕軌建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)高潮時(shí)期，輕軌里程逐年增加。傳統(tǒng)的輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)施工方式已經(jīng)難以滿足實(shí)際需求，整體牽引施工技術(shù)在輕軌站臺(tái)施工中扮演的角色越來越重要。基于此，本文結(jié)合天津市津?yàn)I輕軌9號(hào)線東海路站實(shí)際情況，探討了輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工技術(shù)的具體應(yīng)用。

一、工程概述

津?yàn)I輕軌東海路站續(xù)建工程——東海路站結(jié)構(gòu)，安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)年限為50年，抗震設(shè)防烈度為8度，主體基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值為0.55kN/m2。結(jié)構(gòu)形式為站廳屋面結(jié)構(gòu)為螺栓球網(wǎng)架，天橋?yàn)镠型鋼桁架。總建筑面積為7334.72m2。既有部分結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)為112.50米，總寬度為40.95米。鋼結(jié)構(gòu)鋼柱分為A、E、F軸，長(zhǎng)度為7.5米×11米；A-E軸跨度為22.95米，E-F軸跨度為18米，柱頂標(biāo)高為12.63米；續(xù)修部分結(jié)構(gòu)：總長(zhǎng)為112.50米，總寬度為14.68米。在F軸東側(cè)新增J軸，跨度為14.68米,J軸長(zhǎng)度為7.5米×11米；屋面為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架為3連跨，跨度為22.95+18+14.68，長(zhǎng)度為7.5米×11，網(wǎng)架支座標(biāo)高為12.630米，下弦球中心為12.930米，網(wǎng)架頂標(biāo)高為15.186米；天橋位于6～7軸間，寬度為4.4米，總長(zhǎng)度為27.855米，位于6～7/D～H軸間，連廊兩端的東西側(cè)各設(shè)1個(gè)電梯井。

二、施工方案分析

此輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)由屋架和屋面板共同組成，為提升施工質(zhì)量，在安裝時(shí)要進(jìn)行了分區(qū)段施工，在輕軌停運(yùn)期間完成施工，輕軌運(yùn)營(yíng)線軌行區(qū)為主跨施工區(qū)域，兩側(cè)則為邊跨施工區(qū)域。施工順序?yàn)椋合冗M(jìn)行主跨區(qū)域施工，后進(jìn)行邊跨施工。按榀對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行吊裝安裝，站臺(tái)頂層的鋼結(jié)構(gòu)屋架在工廠預(yù)制加工而成，其他構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后拼裝成榀，進(jìn)行整體吊裝，鋼結(jié)構(gòu)鋼柱分為A、E、F軸，在F軸東側(cè)新增J軸。鋼結(jié)構(gòu)部分桿件清單如表1所示：

表1 鋼結(jié)構(gòu)部分桿件清單

為最大限度上提升鋼結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性和質(zhì)量，需要在鋼屋架上安裝型鋼牛腿，并在混凝土梁上安裝鋼板組合型滑行軌道，通過25t汽車吊吊裝鋼結(jié)構(gòu)J軸鋼柱牽引到滑軌上進(jìn)行安裝；再把F軸屋架鋼柱吊裝到滑軌上通過牽引的方式和J軸鋼柱拼裝成整體，再利用液壓千斤頂將已經(jīng)拼裝好的屋架和屋面板牽引到F軸屋架鋼柱處進(jìn)行安裝，循環(huán)上述步驟，直到全部屋架安裝完成，最后進(jìn)行屋面板安裝。鋼結(jié)構(gòu)屋架整體拼裝示意圖如圖1所示。

圖1 輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)整體拼裝結(jié)果示意圖

三、輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工技術(shù)

（一）吊車選用

A、J軸鋼柱吊裝選用25t汽車吊進(jìn)行吊裝，最大回轉(zhuǎn)半徑為15m，最大起重量為3500kg（含吊鉤重量，其重量300kg），鋼柱吊裝單元重量為3150kg。E、F軸鋼柱吊裝選用160t汽車吊進(jìn)行吊裝，最大回轉(zhuǎn)半徑為48m，最大起重量為4400kg（含吊鉤重量，其重量830kg）,鋼柱吊裝單元重量為2800kg。天橋桁架吊裝選用500t汽車吊進(jìn)行吊裝，最大回轉(zhuǎn)半徑為50m，最大起重量為62000kg（含吊鉤重量，其重量5450kg），天橋桁架吊裝單元重量為31500kg。

（二）牽引前的準(zhǔn)備工作

在整體牽引施工需要做好以下兩點(diǎn)準(zhǔn)備工作：第一，合理鋪設(shè)滑道。滑道是整體牽引施工的主要設(shè)備，在本工程施工中，在兩側(cè)鋼柱內(nèi)側(cè)混凝土鋪設(shè)滑道，為充分發(fā)揮滑動(dòng)的價(jià)值和作用，滑道需要平放在混凝土梁中心線上，并提前預(yù)埋鋼板，做2cm的找平層，確保預(yù)埋鋼板和找平層的標(biāo)高相同。為提升滑道的穩(wěn)定性還要內(nèi)側(cè)底部和側(cè)面鋪設(shè)304鋼板，通過焊接的方法，將304鋼板和滑道梁連接到一起，并在鋼板表面涂抹一層硅脂潤(rùn)滑劑，降低整體牽引施工的摩擦力，提升施工效率。第二，合理設(shè)置滑塊和鋼梁牛腿，在每榀屋架立柱內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼梁牛腿，并在牛腿的下方，焊接長(zhǎng)1m的20b工字鋼作為滑塊，用四氟乙烯進(jìn)行固定。

（三）鋼結(jié)構(gòu)安裝和牽引

1.鋼梁拼裝

當(dāng)鋼柱、鋼梁散件等運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，在施工現(xiàn)場(chǎng)完成鋼結(jié)構(gòu)拼裝，并在鋼柱下方安裝牛腿和滑塊。在本工程施工中，先拼裝了J軸和F軸鋼架。全部拼裝完成后先吊裝J軸鋼架，其與鋼架按照E軸到A軸的順序拼裝。

2.鋼架吊裝

用25t汽車吊把J軸鋼柱吊裝到F軸，確保牛腿下滑塊準(zhǔn)確落到滑道上，并對(duì)各項(xiàng)尺寸進(jìn)行全面校驗(yàn)，確認(rèn)到達(dá)設(shè)計(jì)技術(shù)要求后，當(dāng)鋼柱50%重量落于滑到上后，吊車停止放繩子，并在鋼柱下方設(shè)置臨時(shí)支撐，在牽引前拆除臨時(shí)支撐。在J軸和F軸之間設(shè)置一根攬風(fēng)繩，輕軌站層結(jié)構(gòu)面相互連接，提升鋼屋架的穩(wěn)定性。此后即可進(jìn)行吊車放繩摘鉤工作，J軸鋼架要在E軸定位完成后，通過同樣的方法，完成其他軸的吊裝工作。

3.鋼架牽引

當(dāng)A、E、F軸及F軸東側(cè)新增J軸安裝完成后即可進(jìn)行檁條、拉條等鋼結(jié)構(gòu)施工，兩個(gè)軸立柱之間設(shè)置連接槽鋼，以提升鋼結(jié)構(gòu)施工的整體性。

4.設(shè)置千斤頂進(jìn)行牽引

在兩個(gè)軸鋼結(jié)構(gòu)中間布置兩臺(tái)連續(xù)頂推千斤頂，每臺(tái)千斤頂?shù)囊Σ荒艿陀?25t。設(shè)置完成后啟動(dòng)千斤頂，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)整體牽引，在牽引過程中要及時(shí)觀察各個(gè)壓力表的讀數(shù)，當(dāng)牽引力達(dá)到預(yù)定位置時(shí)，立即調(diào)整千斤頂?shù)捻斖扑俣取Ｔ阡摻Y(jié)構(gòu)整體牽引時(shí)，需要搭建千斤頂操作平臺(tái)，確保牽引工作能順利開展。

5.主跨鋼結(jié)構(gòu)牽引施工

當(dāng)J軸和F軸鋼柱就位以后，繼續(xù)按照E軸和A軸，所有連接結(jié)構(gòu)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，將錨固端移動(dòng)都F軸牛腿上，繼續(xù)牽引E軸和A軸，具體位置以軸和軸之間的間距為準(zhǔn)，按照此方法完成剩余鋼結(jié)構(gòu)的牽引工作。當(dāng)主跨全部安裝完成后，調(diào)節(jié)鋼架到設(shè)計(jì)位置，緩慢下落到混凝土柱上。在每根鋼柱的牛腿下方分別設(shè)置20t千斤頂同時(shí)頂起，當(dāng)滑塊離開滑軌2mm左右時(shí)，立即切除牛腿。千斤頂同時(shí)下落促使柱腳板和預(yù)埋板緊密貼合，確保達(dá)到技術(shù)要求后，拆除所有輔助設(shè)施，并用地腳錨栓擰緊。緊固示意圖如圖2所示：

圖2 地腳錨栓固定示意圖

三、保證鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工質(zhì)量的措施

（一）測(cè)量精度保證措施

鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工質(zhì)量和鋼構(gòu)件的制作、安裝、焊接、高強(qiáng)螺栓連接等因素有關(guān)，因此，切實(shí)做好測(cè)量工作對(duì)提升鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工質(zhì)量有重要意義。測(cè)量工作內(nèi)容包括：平面控制、高程控制、柱頂軸線偏差測(cè)量、柱頂標(biāo)高測(cè)量、梁面軸線和高差檢查、地腳螺栓定位檢測(cè)以及變形觀測(cè)。因此，鋼結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量應(yīng)做好如下工作：

1.根據(jù)本工程施工質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，用整體流動(dòng)式三維測(cè)量系統(tǒng)TOP-CON-22ID全站儀進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝過程的監(jiān)控，該儀器測(cè)角精度±（2mm+2ppm.D）。

2.測(cè)量使用的鋼尺、儀器首先經(jīng)計(jì)量檢定，核對(duì)誤差后才能使用，并做到定期檢校。加工制作、安裝和監(jiān)督檢查等幾方統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)具有相同精度。

3.確保激光經(jīng)緯儀投遞軸線控制點(diǎn)的精度，測(cè)量中應(yīng)嚴(yán)格對(duì)中、整平儀器，投測(cè)時(shí)應(yīng)采取全圓回轉(zhuǎn)，每隔90°投測(cè)一次，四次取中，并避開吊裝晃動(dòng)、日照強(qiáng)烈和風(fēng)速過大等不利觀測(cè)的因素。

（二）鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量保證措施

所有焊縫在冷卻到環(huán)境溫度后再進(jìn)行外觀檢查。一級(jí)焊縫的檢測(cè)比例為100%，二級(jí)焊縫應(yīng)進(jìn)行抽檢，抽檢比例應(yīng)不小于20%。螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架焊縫內(nèi)部缺陷分級(jí)及探傷方法應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷方法及質(zhì)量分級(jí)法》JBJ/T3034.2的規(guī)定，接料焊縫內(nèi)部缺陷分級(jí)及探傷方法應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《焊縫無損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》GB11345-2013的規(guī)定。

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，探討了輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工技術(shù)。分析結(jié)果表明，在本工程鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用了輕軌站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)整體牽引施工技術(shù)，各項(xiàng)工序銜接比較緊湊，可滿足輕軌施工體現(xiàn)新穎、形式復(fù)雜、規(guī)模龐大的施工技術(shù)要求。通過連續(xù)千斤頂控制牽引速度的方法，有效避免了牽引過程發(fā)生偏差，各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均符合實(shí)際要求，值得大力推廣應(yīng)用。