大跨度屋面鋼桁架分向轉(zhuǎn)場的流水安裝施工技術(shù)

中鐵建工集團(tuán)有限公司 上海 200331

1 工程概況

南昌西站站房總建筑面積259 015.1 m2，設(shè)12 個站臺26 條到發(fā)線，站房共3 層，分別為出站層、站臺層、高架候車層。建筑最高點距廣場地面為41.7 m，站房平面尺寸為168 m×385 m（圖1）。

圖1 南昌西站鳥瞰圖

2 結(jié)構(gòu)體系情況

車站地下出站廳和站臺層、高架層為勁性鋼骨+預(yù)應(yīng)力框架組合結(jié)構(gòu)（圖2、圖3），標(biāo)高10 m以上鋼柱截面Φ1 700 mm×30 mm，其中11軸、14軸線2 列鋼柱（計16 根）分4 叉，其余鋼柱（計8 根）與9軸、16軸2 列鋼柱（計34 根）均為標(biāo)準(zhǔn)鋼管柱；大屋蓋采用鋼管桁架（倒三角形）結(jié)構(gòu)；標(biāo)高19 m夾層采用平面鋼桁架結(jié)構(gòu)，夾層的角部x向懸挑15 m，y向懸挑18 m。

3 工程特點與難點

（a）厚壁鋼柱的加工制作，主體勁性結(jié)構(gòu)柱和鋼管柱、夾層鋼結(jié)構(gòu)均為厚板，加工和焊接難度大。

圖2 主站房結(jié)構(gòu)布置示意

圖3 站房縱剖面示意

（b）屋面桁架長度較長且外形尺寸較大，需在現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，現(xiàn)場拼裝的構(gòu)件數(shù)量多，拼裝工作量大、精度要求高。

（c）吊車通道需進(jìn)行加固處理，兩側(cè)吊機(jī)行走部位需對下部兩側(cè)出租車通道進(jìn)行加固，中間吊機(jī)通道需跨地鐵與地下室底板，底板鋪設(shè)大量路基箱作為行車通道。

（d）由于結(jié)構(gòu)呈空間體系，節(jié)點和桿件的定位都需采用臨時承重支撐，臨時支撐數(shù)量多，對定位要求高。

（e）由于結(jié)構(gòu)平面尺度大，且屋面同時存在一定的高差，對如此空間大跨度結(jié)構(gòu)，卸載難度極大。

4 屋面鋼桁架安裝技術(shù)[1-7]

4.1 安裝方案概述

根據(jù)方案比選和研究，最終確定配置4 臺大型履帶吊機(jī)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝施工，其中中部2 臺履帶吊機(jī)（分別位于11～12軸間、13～14軸間）行走在地下室－11.50 m標(biāo)高結(jié)構(gòu)層面；兩側(cè)2 臺履帶吊機(jī)（分別位于8～9軸間、16～17軸間出租車通道頂部）行走于－3.60 m結(jié)構(gòu)層面，共布置4 道垂直于軌線的吊車行走通道，采用2 500 kN履帶吊機(jī)直接吊裝就位。

總體安裝順序：自P～N軸向南（A軸方向）順序吊裝；全部安裝完成后，再由P軸向北（U軸方向）順序吊裝（圖4）。

圖4 吊機(jī)通道示意

4.2 施工分區(qū)的劃分

鑒于工期緊及節(jié)點工期要求，在平面上以主站房屋蓋伸縮縫處為界，將其劃分成A、B、C三個區(qū)段進(jìn)行施工。

4.3 臨時支撐設(shè)置

臨時支架形式采用格構(gòu)柱體系，吊裝到位，用纜風(fēng)繩進(jìn)行固定，同時與混凝土基礎(chǔ)固定（圖5）。

圖5 屋蓋桁架臨時支撐整體布置示意

4.4 屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝工況流程

第一步：線側(cè)南北站房高架層、向莆正線高架層結(jié)構(gòu)完成，向莆正線橋北側(cè)屋面鋼結(jié)構(gòu)開始吊裝。

第二步：向莆正線橋北側(cè)屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝完成，拼裝完成后卸載。

第三步：履帶吊轉(zhuǎn)場至向莆正線橋南側(cè)進(jìn)行鋼柱吊裝。

第四步：N～M軸間屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝施工。

第五步：由N軸依次退吊鋼結(jié)構(gòu)柱及屋面鋼結(jié)構(gòu)至L軸，N～M軸臨時支撐卸載。

第六步：吊裝L～H軸鋼柱。

第七步： L～K軸屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝施工。

第八步：K～H軸鋼柱及鋼屋架安裝；M-L軸臨時支撐卸載。

第九步：H～F軸鋼柱及鋼屋蓋施工；L～K軸臨時支撐卸載。

第十步：F～D軸鋼柱及鋼屋蓋施工；K～J軸臨時支撐卸載。

第十一步：繼續(xù)后退施工，吊裝D～A軸鋼柱、商業(yè)夾層及鋼屋蓋。

第十二步：J～D軸臨時支撐拆除。

第十三步：A～D軸間鋼結(jié)構(gòu)夾層及屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝完成；臨時支撐卸載。

4.5 沉降、位移和變形監(jiān)測

對鋼屋蓋關(guān)鍵構(gòu)件在施工過程中的沉降、位移和變形情況進(jìn)行連續(xù)不間斷監(jiān)測，以便及時對支撐系統(tǒng)和重要桿件的位移、變形量及其設(shè)計參數(shù)進(jìn)行評估，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件、節(jié)點、支撐的損傷進(jìn)行監(jiān)測，對結(jié)構(gòu)的變形狀態(tài)和整體震動進(jìn)行實測，對應(yīng)設(shè)置沉降、位移和變形監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行自檢和動態(tài)控制。

5 結(jié)語

大跨度屋面鋼桁架體系安裝，首先必須結(jié)合結(jié)構(gòu)特點，考慮總體安裝流程，并據(jù)此進(jìn)行機(jī)械設(shè)備配置，并進(jìn)行屋面分塊分段的組合分析，合理設(shè)置支撐安裝和拆除工藝流程，確保結(jié)構(gòu)施工安全，南昌西站屋面鋼結(jié)構(gòu)桁架通過合理設(shè)置吊裝方案、科學(xué)選擇機(jī)械設(shè)備，確定南北轉(zhuǎn)場、順序流水安裝和拆撐的方案，高效、快速地完成了鋼結(jié)構(gòu)安裝。