火車站房工程中站房屋蓋大跨度鋼桁架安裝技術(shù)

石亮輝

摘? 要：火車站房是火車交通系統(tǒng)中的重要建筑物，具有規(guī)模大、人流集中、性能要求高的特點(diǎn)，隨著施工技術(shù)的發(fā)展，大跨度鋼結(jié)構(gòu)在火車站房的建設(shè)中應(yīng)用得更加廣泛。相比于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于：柱截面減小，增大了內(nèi)部使用空間;節(jié)能效果突出，具有良好的抗震性;該文結(jié)合工程案例，分析了大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)要點(diǎn)，并指出施工安全和質(zhì)量控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：火車站房;大跨度;鋼結(jié)構(gòu);吊裝技術(shù);控制措施

中圖分類號(hào)：TU758? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，大跨度鋼結(jié)構(gòu)指的是跨度在60 m以上的鋼制桁架、拱架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼和懸索等結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)自重輕，可以降低工程造價(jià);施工速度快，和同規(guī)模的傳統(tǒng)建筑相比工期能縮短1/3;鋼結(jié)構(gòu)可在工廠內(nèi)預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)施工工藝簡(jiǎn)單。以下結(jié)合火車站房工程，探討了大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)的應(yīng)用。

1 工程概況

以國(guó)內(nèi)某火車站房工程為例，屬于線側(cè)下式站房，里程為DK63+250，規(guī)模為2臺(tái)4線。站房主體結(jié)構(gòu)包括地上2層、地下局部1層，高度共計(jì)為18 m;主體軸線長(zhǎng)度為133.8 m，寬度為36 m，建筑面積共計(jì)7 997.95 m2;結(jié)構(gòu)采用鋼混框架+金屬桁架屋面。該次研究?jī)?nèi)容是鋼桁架屋蓋結(jié)構(gòu)安裝工程，由主桁架、次桁架、檁條組成。其中桁架采用倒三角鋼管結(jié)構(gòu)，支座高度為16.65 m，桁架最高處為19.15 m，屋蓋尺寸大小為96 m×62 m，屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大分部分項(xiàng)工程。

2 大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)要點(diǎn)

2.1 支座布置

桁架支座共計(jì)30個(gè)，支座底部標(biāo)高為16.35 m;造型樹支座共計(jì)2個(gè)，支座底部標(biāo)高最小為-1.1 m。從支座類型來(lái)看，分為滑動(dòng)支座、固定支座2種。

2.2 鋼桁架拼裝

第一，準(zhǔn)備工作。分析桁架拼裝特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，合理部署拼裝場(chǎng)地。然后進(jìn)行硬化處理，場(chǎng)地內(nèi)鋪設(shè)150 mm碎石+100 mm素混凝土，保證場(chǎng)地平整、堅(jiān)實(shí)。胎架結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立支撐式，材質(zhì)是I16工字鋼，在支撐胎架上對(duì)桁架拼裝、焊接，外形尺寸根據(jù)鋼管大小進(jìn)行調(diào)整。

第二，拼裝流程。鋼屋蓋桁架拼裝流程如下：制作桁架拼裝胎架→桁架拼裝定位焊→檢驗(yàn)校正→桁架拼裝全焊接→UT檢測(cè)→焊后校正→涂裝→檢查合格。其中，桁架拼裝流程是：拼裝胎架→拼裝下弦桿→拼裝腹桿→組裝完成。

第三，施工要求。①拼裝作業(yè)遵循先主后次、先上后下、先易后難的原則;②桁架分段拼裝時(shí)，要布設(shè)在安裝起吊范圍內(nèi);③拼裝時(shí)按照編號(hào)精準(zhǔn)定位，滿足中心線、相貫口節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的要求;④上下弦腹桿定位后，及時(shí)和節(jié)點(diǎn)焊接;⑤所有桿件安裝后，提交檢查驗(yàn)收，填寫拼裝記錄，合格后可以焊接;⑥監(jiān)理驗(yàn)收時(shí)，使用全站儀、鋼尺等工具，對(duì)接口點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，對(duì)比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)，誤差較大時(shí)要及時(shí)修正，將誤差控制在允許范圍內(nèi)。

2.3 劃分吊裝單元

由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件復(fù)雜，主桁架施工時(shí)，先在地面拼裝，拼裝完成后對(duì)稱編號(hào)為ZHJ1～ZHJ4然后逐個(gè)吊裝，安裝順序是按照軸線劃分由12軸至5軸進(jìn)行。其中，ZHJ1長(zhǎng)度約55.9 m，重量約40.3 t;ZHJ2長(zhǎng)度約55.9 m，重量約19.8 t;ZHJ3長(zhǎng)度約55.9 m，重量約15.06 t;ZHJ4長(zhǎng)度約55.9 m，重量約41 t，均采用整榀吊裝作業(yè)模式。

2.4 吊裝順序

遵循先主后次的原則，吊裝順序如下：吊裝倒三角主桁架→吊裝次桁架、懸挑桁架→造型樹鋼架、吊掛鋼架，其中，主桁架共8榀，ZHJ1～4各2榀，ZHJ1、ZHJ2、ZHJ3整榀吊裝，ZHJ4分兩段安裝，南側(cè)懸挑部分單獨(dú)吊裝。

2.5 鋼桁架安裝

第一，安裝流程。桁架吊裝使用QUY260T履帶吊，由西向東按軸線劃分起吊施工。安裝流程如下：12軸線ZHJ1→11軸線ZHJ2→10軸線ZHJ3→9軸線ZHJ4→8軸線ZHJ4→7軸線ZHJ3→6軸線ZHJ2→5軸線ZHJ1→次桁架→西側(cè)BHJ1→東側(cè)BHJ1→造型樹鋼架。

第二，吊索具選擇?？紤]到屋面桁架的最大長(zhǎng)度為55.9 m，最大重量為41 t，為了保證平面剛度，吊裝時(shí)采用四點(diǎn)捆綁弦桿吊裝法，配合38 mm鋼絲繩;卸扣的額定荷載為15 t，滿足吊裝施工要求。

第三，吊點(diǎn)選擇。根據(jù)桁架的外形、重量、現(xiàn)場(chǎng)條件，確定綁扎方法和吊點(diǎn)。采用四點(diǎn)起吊法，1、3為同一根鋼絲繩（計(jì)2根），長(zhǎng)度放樣為36 m;2、4為同一根鋼絲繩（計(jì)2根），長(zhǎng)度放樣為36 m。

第四，馬道安裝。在桁架上下弦之間吊裝馬道，采用地面拼裝法，使用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行分塊吊裝。主桁架安裝完成后，按順序分塊拼裝馬道，在吊桿和吊桿之間使用角鋼臨時(shí)固定，可以避免構(gòu)件變形。

第五，造型樹安裝。造型樹鋼架分為3段，利用50 t吊機(jī)進(jìn)行拼裝、安裝。首先安裝下節(jié)，進(jìn)行臨時(shí)支撐;然后安裝第二節(jié)段，進(jìn)行臨時(shí)支撐;最后安裝第三節(jié)段，并和主桁架、下節(jié)、第二節(jié)段連接在一起。

第六，主要節(jié)點(diǎn)安裝。①桁架內(nèi)部相貫節(jié)點(diǎn)，采用預(yù)拼裝法，桁架內(nèi)部使用140斜圓管、219斜圓管，確保腹桿能裝進(jìn)去。②支座做法，使用牛腿成品支座，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接。③主次桿件相貫，角度設(shè)置為90°，采用掛籃焊接法。

2.6 鋼桁架焊接

該工程中，拼接處對(duì)接焊縫質(zhì)量等級(jí)為1級(jí)，超聲波探傷比例為100 %;非拼接處對(duì)接焊縫質(zhì)量等級(jí)為2級(jí)，超聲波探傷比例為20 %;角焊縫質(zhì)量等級(jí)為3級(jí)。焊接要點(diǎn)如下：①主要結(jié)構(gòu)形式為管桁架，材質(zhì)為Q345B、Q235B;②現(xiàn)場(chǎng)焊接接頭形式有：桁架對(duì)接接頭、鋼管相貫線接頭;③焊接方式是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。以上下弦桿件的焊接為例，是安裝焊接的重點(diǎn)，焊接流程是：組對(duì)→校正→復(fù)驗(yàn)→預(yù)留焊接收縮量→焊接定位→焊前防護(hù)→清理→焊接→焊后熱調(diào)→質(zhì)量檢驗(yàn)。每一個(gè)工序均要嚴(yán)格控制，確保接頭焊后質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.7 防腐涂裝

第一，鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝。首先除銹，滿足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中Sa2.5級(jí)規(guī)定。然后涂漆，底漆使用水性無(wú)機(jī)富鋅類漆，噴涂2遍，厚度為100 μm;中間漆為環(huán)氧封閉漆面漆，噴涂2遍，厚度為100 μm;使用氟碳面漆，顏色、厚度滿足建筑設(shè)計(jì)要求。

第二，構(gòu)件防火涂裝。該工程鋼結(jié)構(gòu)的防火等級(jí)為I級(jí)，應(yīng)滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求，防火涂料的性能、厚度、質(zhì)量要求，按照《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》的流程和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。其中，防火涂料經(jīng)消防部門檢驗(yàn)，經(jīng)國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)合格;耐火極限為桁架1.5 h，檁條1 h。

2.8 測(cè)量控制

開工前應(yīng)充分做好施工測(cè)量前的準(zhǔn)備工作，測(cè)量過(guò)程中控制測(cè)量精度，并在施工過(guò)程中按照測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行施工。為保證整體精度，需要在安裝場(chǎng)地設(shè)置足夠數(shù)量的測(cè)量控制點(diǎn)，形成一個(gè)閉合三維控制網(wǎng)。需用全站儀進(jìn)行精密測(cè)量，并對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行調(diào)整，使其閉合差滿足安裝精度要求。為確保各點(diǎn)之間的相對(duì)精度，每隔兩周都需要對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，計(jì)算各點(diǎn)的位移量和各點(diǎn)的高程，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行調(diào)整，使平面各點(diǎn)精度滿足施工要求。測(cè)量控制網(wǎng)精度要求如下：各點(diǎn)之間距離較短，通過(guò)反復(fù)精密測(cè)量各點(diǎn)距離和各點(diǎn)之間的夾角，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密平差，使各點(diǎn)之間的點(diǎn)間誤差小于2 mm，測(cè)角最大誤差小于5″;高程控制點(diǎn)點(diǎn)間高程誤差小于2 mm。

3 結(jié)語(yǔ)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)在建筑工程中應(yīng)用廣泛。該工程從支座布置、劃分吊裝單元、吊裝順序、鋼桁架的拼裝、安裝、焊接等方面，總結(jié)掌握了施工技術(shù)要點(diǎn)，在質(zhì)量管理上嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和合同的要求，實(shí)行全面管理，注重過(guò)程控制。希望能為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，實(shí)現(xiàn)施工管理目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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