無站臺柱風雨棚鋼結構施工工藝

□彭如慧（中鐵七局鄭州公司）

1.工程概況

無站臺柱雨棚工程于2008年6月開工，2009年12月竣工。該工程采用鉆孔樁承臺、鋼管混凝土雙肢組合柱，倒三角形鋼管桁架結構，每單榀由兩跨、2個懸挑、3根立柱組成，自A軸向C軸跨度布置為18.85m+61.5m+41.3m+18.85m,見圖1。結構主體為18榀上弦斜拉索鋼管桁架結構，自高架候車室分為南北兩大部分，北側長度239m，南側113m，寬度140.5m。覆蓋面積為49457m2。雨棚屋面采用彩色壓型板，下鋪50mm厚帶鋁箔吸聲超細玻璃棉氈及涂鋼絲網(wǎng)；不銹鋼天溝。吊頂采用1.0mm厚輕質鋁合金板材，表面氟碳漆噴涂，龍骨采用室外型專用防風龍骨系統(tǒng)，鋁合金材質，收邊檐板采用3mm厚鋁板,雨棚采用壓流虹吸排水系統(tǒng)。

工程主要構件桁架梁、柱、檁條均選用Q345B鋼，其它次要構件采用Q235B鋼材。所有外露鋼柱、鋼桁架、工字鋼、遮陽百葉等鋼構件均采用氟碳漆噴涂。

圖1 桁架結構立面圖

2.總體策劃

工程在行車站內施工，構件拼裝場地、安裝時間、施工機械的停放位置及其轉移都受極大限制，且吊裝高度高，因此鋼結構構件運輸及吊裝施工是本工程的難點，質量控制關鍵點在于主桁架的安裝。

針對無站臺柱風雨棚邊行車邊施工、桁架構架大運輸困難、施工場地狹小吊裝困難、施工安全壓力大的施工特點，項目部在施工前做了認真的策劃及部署，施工前先行改造鄭州機務段西三線作為工程線，同時為保證構件從汽車轉移至平板車的安全，西三線接觸網(wǎng)停電拆除。鋼結構采用場外工廠化加工制作、汽車運輸至鄭州站機務段西三線位置、吊車轉移桁架及鋼構件至平板運輸車、由軌道車牽引至站內施工場地、采用桁架吊吊裝的施工方案，著重以下幾點以減少難度及施工風險：

2.1 雨棚鋼結構制作采用工廠化加工制作為主，主桁架在拼裝場拼焊為輔，盡量減少高空作業(yè)工作量。

2.2 在拼裝場進行主桁架、立柱試拼，確定主桁架與立柱連接處的支撐桿件相貫線切口的切割及處理，做到誤差在允許范圍內，施工時一拼即成。

2.3 半成品結構的運輸主要采用汽車運輸至機務段工程線、軌道車鐵路運輸，吊機采用軌道大平板運輸進入施工作業(yè)現(xiàn)場，吊裝期間下方既有到列車發(fā)線接觸網(wǎng)停電進行撥移。

2.4 檁條采用工廠化H型鋼生產(chǎn)流水線制作，再運至現(xiàn)場吊裝。

鋼立柱、主次桁架梁、檁條等次鋼構及吊車用鐵路平板車運至鄭州站內，進行吊裝作業(yè)；主、次桁架安裝完成后，及時進行檁條、支撐附件吊裝及焊接。鋼結構安裝工藝流程見“鋼柱安裝工藝流程圖”、“鋼桁架安裝工藝流程圖”。

圖2 安裝分區(qū)示意圖

3.鋼結構安裝順序

3.1 根據(jù)車站的具體情況安排，鋼結構安裝采用分區(qū)安裝的方法，從C軸線開始依次為Ⅰ區(qū)→Ⅱ區(qū)→Ⅳ區(qū)→Ⅲ區(qū)見圖2。

3.2 具體安裝流程為：基礎清理、復測→鋼管柱安裝、調整→桁架梁安裝、調整→H型鋼檁條安裝→檁條間拉條（拉桿）安裝。

3.3 雨棚鋼結構的安裝從遠端開始，即從靠近既有候車室的一端開始，運輸時裝運構件及吊車的平車從遠離候車室的一端進出。

3.4 考慮車站的現(xiàn)場情況，構件采用鐵路平車由拼裝場地根據(jù)需要分段運至現(xiàn)場。

4.承臺施工時鋼管柱埋設

4.1 將工廠加工好的鋼柱下部短節(jié)用鐵路平板車運至安裝現(xiàn)場。檢查幾何尺寸、焊接情況等。露出承臺面部分按設計要求涂刷相應涂料。

4.2 在基礎承臺施工時，用槽鋼制作鋼支架安放在墊層中，鋼支架安裝就位后在其上畫出十字中線，墊層打過24h后進行鋼柱安裝。

圖3 鋼柱下部短節(jié)預埋圖

4.3 鋼柱安裝前，在鋼柱下部環(huán)型板上畫出十字中線，柱身上在十字中線位置畫好母線，作為對位、測量的基準。

圖4 鋼管柱預埋段調整圖

4.4 安裝時將十字線對好，然后進行鋼柱標高和垂直度的測量調整，標高調整采用在鋼柱底部加鋼墊板的方法。垂直度調整采用千斤頂進行，沿立柱周邊均布3個千斤頂。短節(jié)上口部沿圓周拉四道纜風繩，用花籃螺栓調節(jié)、穩(wěn)定鋼柱的垂直度。

4.5 調整好后將承臺鋼筋與鋼柱焊牢，安裝完畢后將臨時支點用氣割切除，切口打磨平整。安裝時安排兩臺全站儀進行測量監(jiān)控。

4.6 鋼柱預埋段安裝完成后綁扎鋼筋，安裝模板并及時澆注混凝土。

5.鋼管柱上部安裝工藝及方法

5.1 安裝前對已完成的立柱預埋段進行復測，根據(jù)測量數(shù)據(jù)對上部立柱高度進行修整，安裝前將鋼柱接口處清理干凈。

5.2 將鋼絲繩捆綁在鋼柱上部，當鋼柱吊起后，移至預埋段上方用人工進行對位，當標記線對準后，采用抱箍將對接位置抱緊對位。鋼管柱的吊裝采用80t汽車吊進行。

5.3 鋼柱吊裝就位后進行垂直度、標高調整。調整采用千斤頂和吊車輔助的方法進行，符合要求后在立柱兩側加設臨時支撐。

5.4 臨時支撐安裝好后進行定位點焊，然后再次進行標高、軸線的復測，確認無誤后進行正式焊接。

5.5 第2段安裝在第一段完成后進行，吊裝及調整方法同第1段立柱。

5.6 立柱安裝完成后及時進行柱內混凝土的澆注。

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6.承重架搭設

圖5 安裝分段示意圖

由于在吊裝及安裝桁架施工時，需要逐榀安裝桁架，鋼結構沒有形成整體受力結構，所以需要臨時承重架進行臨時承重以便進行吊裝及安裝，待整體桁架安裝完成形成受力整體后再進行承重架的拆除見圖5。

6.1 承重架搭設采用φ48×2×2.5普通建筑用腳手架鋼管，搭設高度為桁架下弦下皮以下500mm左右。承重架頂部滿鋪腳手板并搭設小鋼架，在小鋼架上定出桁架分段處兩邊節(jié)點位的坐標。鋼架上安放千斤頂，支撐并調節(jié)弦桿標高。

6.2 承重架通過專業(yè)設計及計算必須滿足承載力要求并經(jīng)過復核后方可進行承重架的搭設，搭設完后進行主桁架的吊裝和安裝。

7.主桁架梁安裝工藝及方法

主桁架的吊裝、就位、焊接安裝為本工程的控制關鍵點也是難點，主桁架具有跨度大（最大跨度61.5m分四段吊裝），中間需要設立承重架分段安裝就位。所以必須把每段的誤差控制、對接、焊接安裝作為重中之重的工作，每段的幾何尺寸、變形量控制、焊接對接口的處理都由專人盯控、專人測量、專人復核，真真做到有序可控，具體如下：

7.1 根據(jù)鄭州站股道封鎖條件，AB跨桁架梁分解為4段、BC跨桁架梁分解成2段安裝，每節(jié)段10t以下。先安裝C、B、A軸兩側梁段，再吊裝中間梁段，順序為：C2、C1、B2、B1、A2、A1、AB2、AB1，吊裝順序見圖 5。

7.2 根據(jù)安裝高度和現(xiàn)場情況，吊機選用50t輪胎式汽車吊，利用平板車運輸，吊裝時吊車在平板車上就位、固定穩(wěn)固，移動方便。

7.3 為確保桁架梁施工期間的安全和穩(wěn)固，需要在站臺上設置臨時支撐。臨時支撐距靠近的站臺邊>1m，并在站臺上留有2.5m以上的通道，以滿足客運組織的安全距離。

7.4 先進行C2、C1梁段的安裝。C2梁段吊裝時將桁架整體吊至高于承重腳手架高度后，由人工進行對準，將吊鉤緩緩放下，同時將制作時預先劃好的軸線與承重支架頂端的軸線對準，直至標高、軸線的偏差符合要求后，將桁架梁與柱連接部位按設計要求焊接。之后，將柱頂斜撐桿與桁架梁連接部位按設計要求連接好。

7.5 將C1段用柱頂撐桿連接好后吊裝B2段，B2梁段吊起后先將其與已安裝好的C1端對位，用專用的抱箍夾緊，然后進行另一端標高軸線的調整，調整好后復查兩端連接處的標高軸線，正確后將桁架梁與柱連接部位按設計要求進行焊接，并連接柱頂撐桿。

7.6 B1、A1、A2段梁吊裝前檢查內容、要求及吊裝方法、調整方法與前相同。

7.7 AB2梁段吊裝就位后，先將其與已裝好的B1梁段對位，專用的卡箍夾緊，然后進行另一端標高軸線的調整，調整方法與C2段安裝相同，調整好后復查兩端連接處的標高軸線，正確后按設計要求先將其與B1段對接處焊接，另一端待AB1梁段吊起就位檢測合格后焊接。

AB1、AB2梁段吊裝就位未焊接前，采用攬風繩等進行臨時固定，以保證結構安裝的安全。

7.8 桁架吊裝時應兩點對稱綁扎，吊鉤垂線對準桁架的重心，起吊后桁架保持水平狀態(tài)。在桁架的兩端設溜繩控制，以防碰撞柱子。對位時應緩慢降鉤，嚴禁快速吊裝，發(fā)生安全事故。

7.9 焊接

鋼構件空中對接調整完畢后，立即進行定位點焊。焊接前對定位焊縫進行檢查，合格后進行正式焊接，打底焊選用φ3.2mm焊條進行。填充及蓋面選用φ4.0～φ5.0mm焊條。現(xiàn)場焊接嚴格按制定的焊接工藝進行，保證對接環(huán)縫的焊接質量。

8.次桁架梁的吊裝

在桁架安裝完后即進行次桁架的安裝。

8.1 次桁架梁安裝采取整榀吊裝的方式進行。吊裝前搭設可移動式安裝操作平臺。

8.2 為使桁架吊起后不致發(fā)生搖擺和主桁架梁碰撞，在梁的端頭用麻繩扎牢，控制起吊時的平衡和穩(wěn)定，配合指揮人員及高空安裝人員進行安裝。

8.3 當桁架梁起吊至安裝位置時，首先穩(wěn)固一端，再連接另一端，使桁架的標高及軸線符合設計要求后，進行定位點焊。正式焊接前再檢測一次兩端的標高軸線，正確后進行焊接。

9.檁條安裝工藝及方法

檁條安裝可以通過主次桁架的安裝情況，分部進行安裝。

9.1 H型鋼屋面檁條截面較大，重量較重，采用兩點對稱綁扎起吊的方法吊裝。由于弧型管桁架上無法站安裝人員，采用移動式安裝操作平臺對H型鋼檁條進行安裝。

9.2 檁條的校正主要是間距尺寸及自身平直度。間距檢查用樣桿順著檁條桿件之間來回移動，如有誤差，用手拉葫蘆進行校正。平直度用拉線和鋼尺檢查校正。調直后立即焊上臨時拉桿，防止側彎。

9.3 H型鋼檁條吊裝由跨邊向跨中進行，檁條安裝完畢后，盡快進行檁條拉條（桿）的安裝，使其形成穩(wěn)定體系，控制變形。

附圖1 鋼管柱安裝工藝流程圖

附圖2 鋼桁架安裝工藝流程圖

10.結語

無站臺柱風雨棚工程竣工后，從基礎、立柱、主次桁架、檁條、屋面、吊頂及焊縫等各項測試均滿足使用要求，整體美觀，達到了“大鵬展翅，一飛沖天”的效果。該工程經(jīng)河南省“中州杯”獎評審委員會驗收通過榮獲2010年度河南省建設工程“中州杯”獎（河南省優(yōu)質工程）。