鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝施工技術(shù)及質(zhì)量控制

靖樹華

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司投資公司，天津300222）

引言

近年來(lái)，鐵路站房建造技術(shù)日新月異，鋼結(jié)構(gòu)站房具有跨度大、自重輕、抗震性優(yōu)越等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在鐵路站房施工中。鋼結(jié)構(gòu)站房，不但外形美觀，而且結(jié)構(gòu)空間比較大，可為旅客提供更加舒適的候車感受。鋼結(jié)構(gòu)站房鋼網(wǎng)架吊裝長(zhǎng)期以來(lái)一直是施工的重難點(diǎn)，傳統(tǒng)吊裝具有很大的局限性，而且施工質(zhì)量難以控制。基于此，開展鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝施工技術(shù)及質(zhì)量控制的研究就顯得尤為必要。

一、工程概述

新建鐵路哈齊客運(yùn)專線齊齊哈爾南站站房屋面工程為網(wǎng)架工程，采用螺栓球節(jié)點(diǎn)，正交正放四角錐網(wǎng)架，支承方式為周邊上弦支撐，局部下弦支撐。本工程網(wǎng)架覆蓋面積12015m2，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1。網(wǎng)架荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不含網(wǎng)架自重）為：0.60KN/m2上弦活荷載：0.50 KN/m2基本風(fēng)壓：0.50 KN/m2基本雪壓：0.45 KN/m2馬道活載：1kN/m。所采用材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。桿件：選用GB700中的Q345C鋼；高強(qiáng)螺栓：選用GB3077的40Cr；螺栓球：45號(hào)鋼，焊接球：Q345C封板錐頭：Q345C鋼鍛件，鋼管直徑≥75mm時(shí)采用錐頭，連接焊縫以及錐頭的任一截面都需與連接的鋼管等強(qiáng)度，厚度應(yīng)符合變形和強(qiáng)度的要求，并附試驗(yàn)報(bào)告；Q235(＜M33)和45號(hào)鋼(＞M30)鍛件GB/T700中鎮(zhèn)靜鋼（B級(jí)）的規(guī)定。材質(zhì)符合《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》GB/T699中45號(hào)鋼的規(guī)定。哈齊客運(yùn)專線齊齊哈爾南站站房屋面網(wǎng)架工程示意圖見圖1。

圖1 哈齊客運(yùn)專線齊齊哈爾南站站房屋面網(wǎng)架工程示意圖

二、工程難點(diǎn)和特點(diǎn)及方案確定

（一）工期緊

本工程位于黑龍江省齊齊哈爾市，面臨冬季施工階段，在有效施工的80多天時(shí)間內(nèi)，把整個(gè)屋面網(wǎng)架工程及屋面系統(tǒng)安裝完成。

（二）工程特點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)交叉施工單位較多，及場(chǎng)地狹小制約大型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，任務(wù)緊、工作量大、桿件重及數(shù)量多、系高空作業(yè)、作業(yè)危險(xiǎn)性高是施工特點(diǎn)。

（三）施工方案確定

本工程前方為站前高架車道，后方為火車站臺(tái)，不具備大型吊裝設(shè)備的使用條件，使用整體提升方案；現(xiàn)場(chǎng)交叉施工單位較多，搭設(shè)滿堂紅腳手架鋪設(shè)滑移平臺(tái)，影響其他單位施工，高空滑移和高空平臺(tái)散裝方案也不適宜本工程。通過(guò)多次對(duì)站房?jī)?nèi)進(jìn)站大廳凈尺寸復(fù)核及站房8米層樓面進(jìn)行承載力驗(yàn)算，決定采用整體吊裝和高空散裝相結(jié)合的施工方案，即“中間弧頂基本跨網(wǎng)架整體安裝，臨時(shí)支撐固定后+基本跨中間安裝起步單體兩側(cè)四組同時(shí)安裝”的施工方法。

三、鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝施工要點(diǎn)分析

為保證鋼網(wǎng)架安裝施工質(zhì)量，在鋼網(wǎng)架安裝前，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)網(wǎng)架支座進(jìn)行詳細(xì)檢驗(yàn)，保證網(wǎng)架的軸線、標(biāo)高等都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（一）吊裝設(shè)備選擇

基本跨網(wǎng)架尺寸55.3m（長(zhǎng)）×8m（寬）×3.5m（高），安裝標(biāo)高+25.6m，重量92.8t。經(jīng)與專業(yè)吊裝公司現(xiàn)場(chǎng)查看，考慮吊車就位、吊裝半徑等綜合因素，最終確定采用300噸汽車起重機(jī)，回轉(zhuǎn)半徑控制在4m以內(nèi)，臂桿控制在30.5m以內(nèi)，滿足吊裝條件。LTM1300/1-300t全液壓汽車起重機(jī)性能參數(shù)如表1所示：

表1 LTM1300/1-300t全液壓汽車起重機(jī)性能參數(shù)表

（二）站房8米層吊裝機(jī)械選定及樓層承載力驗(yàn)算

散裝網(wǎng)架椎體重量約1.8噸，安裝標(biāo)高+18.6m～+25.6m，經(jīng)與專業(yè)吊裝公司咨詢，魯星4噸汽車起重機(jī)重量最輕，吊裝參數(shù)滿足施工需要，魯星4噸汽車起重機(jī)自重3.9噸，外形尺寸6.5m（長(zhǎng)）×2.05m（寬）×2.25m（高），具體參數(shù)如表2所示：

表2 4T汽車起重機(jī)性能參數(shù)圖

為確保施工安全，現(xiàn)對(duì)8米層樓板承載力進(jìn)行驗(yàn)算，魯星4噸汽車起重機(jī)總的輪壓力（包含吊車自重和貨物重量）約6噸，因此每個(gè)輪壓力為1.5噸，考慮到吊車在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)荷載，故將荷載放大2倍，每個(gè)輪壓按3噸考慮，即30kN。荷載分布范圍按照500mmX500mm考慮。

計(jì)算參考《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010第6.5章節(jié)進(jìn)行。

站房樓板厚度140mm，保護(hù)層為20mm，

故有效高度h0=140-20=120mm；

Um=4（500+120）=2480mm

η1=0.4+1.2/βs=0.4+1.2/2=1.0

η2=0.5+ash0/(4um)=0.5+20x120/(4x2480)=0.742

故η=0.742

由公式6.5.1-1 Fl≤(0.7βhft+0.25σpc，m)η*um*h0

即30kN≤0.7x1.0x1.71x0.742x2480x120=264320.5824N=264.32KN

結(jié)論：荷載遠(yuǎn)小于樓板的承載能力，故選定魯星4噸汽車起重機(jī)為施工機(jī)械，回轉(zhuǎn)半徑控制在4m以內(nèi)，臂桿控制在14.25m以內(nèi)。

（三）鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝施工

1.施工工藝流程

中間基本跨網(wǎng)架拼裝完成后，通過(guò)吊車合理調(diào)整每個(gè)網(wǎng)架的具體位置，4個(gè)支座固定好，并合理架設(shè)臨時(shí)支撐體系，再由基本跨中間部位向兩側(cè)拼接，兩側(cè)4部汽車起重機(jī)（2部4噸在8米層地面，2部25噸在進(jìn)站大廳地面）同步進(jìn)行高空散裝椎體施工，一個(gè)作業(yè)點(diǎn)安排5名施工人員在球節(jié)點(diǎn)位置，待網(wǎng)架椎體吊裝至安裝位置，由施工人員將桿件對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)螺栓球，用管鉗將桿件安裝擰緊到位，并將套筒上的定位螺栓鎖定，松開吊帶，進(jìn)行下一單元的椎體安裝，直至網(wǎng)架結(jié)束。

2.網(wǎng)架單元拼裝

網(wǎng)架單元拼裝也是鋼筋結(jié)構(gòu)網(wǎng)架吊裝的主要內(nèi)容，但此環(huán)節(jié)施工難度比較大，為保證施工質(zhì)量，降低施工難度，需要按照以下順序進(jìn)行拼裝：下弦桿、下弦球——腹桿——上弦桿、上弦球。具體網(wǎng)架組件示意圖見圖2，網(wǎng)架單元拼裝順序圖如圖3所示：

圖2 網(wǎng)架組件示意圖

圖3 網(wǎng)架單元拼裝順序圖

圖3中1～8分別代表了網(wǎng)架單元拼裝的具體順序，為保證施工質(zhì)量，降低拼裝難度，必須嚴(yán)格按照?qǐng)D2中所示的編號(hào)進(jìn)行拼裝。網(wǎng)架安裝中時(shí)刻檢測(cè)網(wǎng)架質(zhì)量。檢查上下弦網(wǎng)格的尺寸及對(duì)角線，核查網(wǎng)架縱橫向的長(zhǎng)度、網(wǎng)格的矢高。在各臨時(shí)支點(diǎn)未拆除前尚可進(jìn)行調(diào)整。網(wǎng)架拼裝前后拼接示意圖如圖4所示：

圖4 網(wǎng)架拼裝前后拼接示意圖

圖4中實(shí)線桿件為已拼好的單元錐，虛線桿件為即將拼裝的單元錐，拼裝好兩個(gè)正四角錐后拼裝第一根上弦桿，四個(gè)正四角錐拼裝完成后上弦桿件及上弦球連接，依次拼裝下弦桿—腹桿—上弦桿，完成六個(gè)網(wǎng)架單元錐，在拼裝過(guò)程中要不斷檢查網(wǎng)架單元的尺寸及撓度。網(wǎng)架單元拼效果裝圖如圖5所示：

圖5 網(wǎng)架單元拼裝效果圖

3.鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝施工

在8米層采用3噸叉車運(yùn)輸桿件，進(jìn)行弧頂基本跨網(wǎng)架及后續(xù)椎體的組裝，通過(guò)1臺(tái)300噸汽車起重機(jī)在站房大廳地面對(duì)其進(jìn)行吊裝，在基本跨網(wǎng)架固定后及時(shí)做好臨時(shí)支撐；具體見圖6。

圖6 基本跨網(wǎng)架吊裝示意圖

從基本跨中間向兩端拼接，兩側(cè)4部汽車起重機(jī)（2部4噸在8米層地面，2部25噸在進(jìn)站大廳地面）同步進(jìn)行高空散裝椎體施工，直至網(wǎng)架結(jié)束。具體詳見圖7。

圖7 基本跨臨時(shí)支撐及兩側(cè)起步椎體吊裝示意圖

四、鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝質(zhì)量控制措施

（一）小單元拼裝是鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝的關(guān)鍵，其吊裝質(zhì)量對(duì)后續(xù)施工有很大影響，因此，在小單元結(jié)構(gòu)拼裝中，必須保證拼裝精度，保證誤差低于允許范圍。

（二）網(wǎng)架安裝時(shí)要嚴(yán)格遵循邊安裝，邊檢測(cè)的原則，因在網(wǎng)架安裝時(shí)會(huì)發(fā)生誤差累積，如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)存在誤差，則會(huì)不斷累積，最終影響總體在施工質(zhì)量。

（三）網(wǎng)架散裝完成一個(gè)軸線后需及時(shí)調(diào)整網(wǎng)架整體的撓度，通過(guò)對(duì)上弦與下弦尺寸的調(diào)整來(lái)控制撓度值，確保滿足規(guī)范要求。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝施工要點(diǎn)及其質(zhì)量控制，分析結(jié)果表明，鐵路站房鋼網(wǎng)架吊裝施工工程量比較大，工序繁瑣，需要結(jié)合工程特性，選擇與之相適的施工吊裝方法和控制措施，才能最大限度上保證施工質(zhì)量。本工程采用了網(wǎng)架吊裝與網(wǎng)架散裝相結(jié)合的安裝方法，有效保證了施工效率及施工質(zhì)量，值得同類工程大力參考借鑒。