成都東客站鋼結構工程的施工技術

徐 春 蘭

(上海滬寧鋼機有限公司，上海　200021)

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·施工技術·

成都東客站鋼結構工程的施工技術

徐 春 蘭

(上海滬寧鋼機有限公司，上海200021)

結合成都東客站工程復雜鋼構件的吊裝施工實例，對整體結構的施工進行了全過程有限元數值模擬計算，分析了鋼構件、節點在施工過程中的內力與位移變化情況，為實際工程的施工提供了參考依據。

鋼結構，數值分析，吊裝施工，結構卸載

1　工程概況

成都東客站工程由主站房和無站臺雨棚組成，主站房建筑面積約11萬m2，無站臺雨棚建筑面積約7.1萬m2，主站房屋蓋采用空間縱橫桁架結構體系，建筑總高39 m，寬度204 m，進深445.8 m，在主站房的東西四個角上，各有兩個“青銅面具”臉譜巨形箱形鋼柱，整個主站房總用鋼量約24 000 t。無柱站臺雨棚屋蓋采用鋼管桁架結構體系，結構頂標高13.6 m，為7跨連續結構(單跨43 m左右)，最大跨度46.8 m，整個雨棚總用鋼量約6 500 t。

2　復雜鋼構件的吊裝施工

主站房東西立面“青銅面具”柱采用了大型箱形鋼柱，鋼柱厚度最大采用了132 mm厚板，鋼柱外形尺寸重量均較大，每個柱重量達到800 t左右。青銅獸面由于整體外形尺寸較大且重量非常之重，整體拼裝非常不現實，為此采用大噸位履帶吊進行較大分段的吊裝，以減小吊裝工作量以及高空對接焊接工作量，即把每個青銅面獸分為五個吊裝分段，分別為下部分段和上部四個分叉分段；吊車根據分段的重量以及吊裝最不利位置進行綜合考慮，采用兩臺500 t履帶吊進行分段的吊裝，分段劃分和上、下部分段的吊裝方法如圖1所示。

3　整體鋼結構的施工

3.1施工方案選定與結構安裝

該工程工期短，桁架榀數多，構件量大且重量重，應盡量減少高空作業量，最大限度地擴大地面預拼裝量。經對多種施工方案對比分析后，綜合考慮結構變形、安全、經濟、施工進度、場地條件等多種因素，本工程采用“地面拼裝，分塊安裝，分步卸載”的施工方案。

結構總體安裝流程劃分為8個施工階段(見表1)，無站臺柱雨棚與主站房部分同時進行，從1區、2區開始，分布分塊逐次進行主次構件的吊裝，然后3區、4區，再5區、8區，最后安裝6區、7區。

表1　各階段加載區劃分

3.2結構卸載

空間網殼或網架結構工程在吊裝施工完成后需對已經形成的主結構和次結構卸除臨時支撐，實施結構卸載。這一卸載過程至關重要，因為此類結構在尚未形成整體之前各結構件的自身剛度都較弱，通常在安裝過程中均借助于其下部的臨時支撐來承受其結構自重。

卸載過程是一個力的傳遞和受力體的轉換過程，在這一動態過程中力的傳遞與受力體的轉換必須要保持“合理、有序、平穩、緩慢、均勻”的過渡，該工程各個支撐點的頂升高度基本控制在2 mm之內，如圖2所示，具體卸載方案詳見第5部分。

4　鋼結構施工過程數值分析

對于復雜的結構體系，對整體結構的施工各階段進行考慮施工吊裝過程結構累積受力與變形效應的全過程有限元模擬計算，是保證工程安全有效實施不可或缺的重要環節。以西站房(7區)為例，共分8個施工步進行吊裝加載，典型施工步數值分析結果見表2，在整個施工加載過程中，主結構構件、胎架支撐體系的位移與構件應力變化較為均勻、緩和，未發生超限、突變現象。

結構整體計算模型中，主結構落地柱與地面鋼接，胎架支撐弦桿與地面鉸接，胎架支撐與主體結構的連接處耦合節點位移約束。

表2　施工全過程數值分析結果

5　鋼結構卸載過程數值分析

結合該工程的特點和各構件在結構體系中的受力大小及其相互依賴的主次關系，將整體結構及其支撐體系劃分成5個卸載分區，相應的卸載工作分5個階段實施，如表3所示；各卸載階段分成若干小步實施卸載累積全過程分析，如西站房區(5卸載分區見圖3)，分為五步卸載，具體卸載行程見表4，卸載全過程數值分析結果見表5。

表3　各階段卸載區劃分

階段一二三四五卸載分區東站房區(1卸載分區)Y-V區(2卸載分區)U-K區(3卸載分區)J-F區(4卸載分區)西站房區(5卸載分區)

表4　西站房區各卸載步卸載行程

表5　卸載全過程數值分析結果

6　結語

成都東客站工程結構設計新穎，構件類型多樣，結構跨度、懸挑大，現場施工具有相當大的難度。文章從復雜鋼構件的吊裝、施工方案的選定以及整體結構施工全過程的有限元模擬計算等方面進行了敘述，為工程施工提供參考。

[1]GB 50017—2003，鋼結構設計規范[S].

[2]GB 50755—2012，鋼結構工程施工規范[S].

[3]陳紹蕃，顧強.鋼結構(上冊)[M].北京:中國建筑工業出版社，2003.

On construction technique of steel structure projects at East Passenger Station of Chengdu

Xu Chunlan

(ShanghaiHuningSteelMechanismCo.,Ltd,Shanghai200021,China)

Combining with the hoisting construction of complicated steel members at East Passenger Station in Chengdu, the paper undertakes the whole process finite element numeric simulation calculation in the construction of the whole structure, and analyzes the internal stress and displacement changes of the steel members and joints in the construction process, so as to provide some reference for the projects.

steel structure, numeric analysis, hoisting construction, structural unloading

1009-6825(2016)08-0116-03

2016-01-07

徐春蘭(1977- )，女，工程師

TU758.15

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