某客運專線調(diào)度所大跨度鋼桁架施工

李 亮

(中國中鐵建工集團北京分公司，北京 100070)

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某客運專線調(diào)度所大跨度鋼桁架施工

李 亮

(中國中鐵建工集團北京分公司，北京 100070)

摘要：某客運專線調(diào)度所是一個重要的鐵路指揮樞紐，其建筑功能較為復(fù)雜，第六、第七層屋面為大型鋼桁架結(jié)構(gòu)，不僅安裝工作量大、安裝高度高，而且對施工質(zhì)量要求較高、工期較短、場地緊張而無法現(xiàn)場直接拼裝，為此，采用分段吊裝法實現(xiàn)大跨度空間鋼桁架結(jié)構(gòu)安裝。即將鋼桁架結(jié)構(gòu)劃分為若干平面分段，通過在生產(chǎn)車間將鋼桁架結(jié)構(gòu)分段加工好，然后利用大型履帶吊和汽車吊直接吊裝后進行拼接組裝。實踐證明本工程采取的施工方案是合理的，在質(zhì)量、安全、效益方面都取得了很好效果。

關(guān)鍵詞：鋼桁架；吊裝；樓板加強；臨時支撐架

1 工程概況

某新建客運專線調(diào)度所工程位于北京市海淀區(qū)復(fù)興路，為鐵路客運專線調(diào)度指揮辦公用房，建筑面積81 386 m2，檐高60 m，第六、第七層為大型鋼桁架結(jié)構(gòu)。

建筑周邊設(shè)置8個混凝土核心筒，樓面采用雙向井字梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土樓板，結(jié)構(gòu)形式為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。六層大廳采用雙向鋼桁架結(jié)構(gòu)，其間設(shè)置井字型次桁架，上面鋪設(shè)壓型金屬板；七層調(diào)度大廳中間抽取兩根框架柱，形成102 m×55 m的大廳，結(jié)構(gòu)為大跨度空間鋼桁架結(jié)構(gòu)。此外，在六層和七層之間還設(shè)有夾層。結(jié)構(gòu)整體布置見圖1、圖2所示。

2 工程特點與施工難點

(1)鋼結(jié)構(gòu)安裝工作量大、安裝周期短。本工程鋼結(jié)構(gòu)總重量達到8 000 t，而鋼結(jié)構(gòu)的安裝工期只有一個多月，工期非常緊迫，即使在現(xiàn)代大跨度鋼桁架施工中也鮮有實例。

圖1 整體結(jié)構(gòu)布置圖

圖2 上部鋼桁架結(jié)構(gòu)安裝圖

(2)鋼結(jié)構(gòu)面積大、安裝作業(yè)范圍廣。七層和屋面鋼結(jié)構(gòu)每個樓面投影面積達到9 000 m2，且安裝作業(yè)范圍大，縱深很大，吊裝半徑很大，同時安裝作業(yè)面很多。

(3)鋼結(jié)構(gòu)安裝高度高、施工難度大。本工程安裝高度最大達到60 m，全部屬于高空作業(yè)，故對安裝時的安全提出了較高的要求。

(4)本工程地處北京鬧市區(qū)，現(xiàn)場可利用的場地較少，無法直接進行現(xiàn)場拼裝。因此，如何合理布置構(gòu)件堆放場地是本工程實施的難點之一。

此外，由于本工程位于市中心區(qū)，必須降低對周圍環(huán)境的影響，在施工過程中控制好噪音和粉塵。

3 鋼桁架施工方案的確定

考慮到本工程現(xiàn)場的施工條件、結(jié)構(gòu)特點及機械條件, 并綜合其它因素后,提出3種安裝方案。

方案一：采用高空散裝法[1]。吊裝主機采用現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)施工的的4臺塔吊，外圍懸挑桁架分段吊裝，建筑中部受起吊重量限制采用高空散裝。

方案二：采用分段吊裝和滑移就位混合吊裝法。在建筑東側(cè)采用大型履帶吊將分段吊至六層樓面，在建筑屋頂標高設(shè)置軌道，軌道上安裝臨時橋式或龍門式吊車，吊裝七層和夾層鋼結(jié)構(gòu)分段及構(gòu)件；在建筑物東側(cè)使用大型履帶吊分段安裝屋面鋼結(jié)構(gòu)，采用累計滑移法(利用拆除臨時橋式或龍門式吊車后的軌道作為滑移軌道)，安裝屋面鋼結(jié)構(gòu)。

方案三：分段直接吊裝法[1]。根據(jù)吊車性能將鋼桁架結(jié)構(gòu)劃分為若干平面分段，通過在生產(chǎn)車間將鋼桁架結(jié)構(gòu)分段加工好，然后將各分段運輸?shù)浆F(xiàn)場，在建筑物四周布置大型履帶吊和汽車吊，直接吊裝后進行拼接組裝。

經(jīng)分析比較，最終選擇方案三作為本工程的實施方案。其具有如下優(yōu)點：①施工技術(shù)可靠；②機械選擇方便；③便于交叉作業(yè)，可實施性強，可大大縮短工期，風險較小，安全性較高；④在安裝精度上有其明顯優(yōu)勢。

4 鋼桁架施工技術(shù)要點

4.1 合理布置吊車位置及其吊裝范圍

由于鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)范圍很大，需要多臺吊車同時安裝作業(yè)，因此合理的劃分鋼結(jié)構(gòu)吊裝區(qū)域是本階段施工的重中之重。本工程鋼結(jié)構(gòu)均采用按照現(xiàn)場吊裝能力確定的分段單元進行制作，運輸?shù)浆F(xiàn)場直接采用大型履帶吊、汽車吊吊裝和拼裝[2]。在建筑北側(cè)布置400 t履帶吊用于吊裝1～8/F～L軸范圍內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)(I區(qū)),在建筑物南側(cè)布置800 t行走塔吊用于吊裝1～8/A～F軸范圍內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)(Ⅱ區(qū))，在建筑東側(cè)布置280 t履帶吊用于吊裝A-L/8-11軸范圍內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)(Ⅲ區(qū))，吊車平面布置及吊裝范圍如圖3所示。

4.2 吊車處混凝土樓板加強方案

由于建筑物四周道路非常狹小，大型履帶吊吊裝時站位靠近建筑物，一層樓板下有地下室，吊機吊裝時對樓板的局部壓力較大，一層樓板必須采取措施予以加強。

加強原理是直接或間接通過混凝土結(jié)構(gòu)主梁將施工荷載垂直地傳至原混凝土柱和樓板下部的支撐柱，最終傳至混凝土筏板基礎(chǔ)上。荷載傳遞路徑為：路基箱梁→加固混凝土主梁→加固支撐鋼柱→筏板基礎(chǔ)。具體加強措施說明如下：路基箱梁長12 m，梁內(nèi)設(shè)3道35 mm厚通長徑向隔板，環(huán)向隔板25 mm厚，間距300 mm，沿梁長均勻布置。在梁兩端設(shè)置25 mm厚端板。路基箱梁構(gòu)造及截面尺寸如圖4所示。

圖3 吊車平面布置及吊裝范圍(單位：mm)

圖4 路基箱梁截面(單位：mm)

在一層樓板至負二層地下室筏板之間，采用?325 mm×12 mm鋼管作為加強柱，具體位置見圖5所示。為保證混凝土梁柱節(jié)點位置的承載能力，在靠近梁柱節(jié)點位置的地方多設(shè)一道臨時鋼柱。

圖5 一層樓板的加強范圍(單位：mm)

4.3 鋼桁架現(xiàn)場安裝

由于六層鋼桁架與七層屋面鋼結(jié)構(gòu)的安裝流程相似，本文以六層鋼桁架的安裝為例詳細說明鋼桁架的現(xiàn)場安裝流程。

4.3.1 六層桁架安裝順序

整個六層鋼結(jié)構(gòu)按照所使用吊裝主機的不同分為北側(cè)的吊裝Ⅰ區(qū)、西南側(cè)的吊裝Ⅱ區(qū)和東側(cè)的吊裝Ⅲ區(qū)。為保證工期，各吊裝分區(qū)吊裝構(gòu)件均為工廠制作分段，其中GHJL4分段的單重最大為15.8 t，GHJL3分段的單重最大為8.5 t，各分段運抵現(xiàn)場后直接吊裝。

安裝時首先進行中間的GHJL4桁架分段安裝，然后3臺履帶吊主機、一臺塔吊輔機按照先柱間桁架、再次桁架、再樓面H型鋼梁的順序進行，安裝方位以先內(nèi)后外、先西后東的原則進行。

六層鋼結(jié)構(gòu)安裝順序流程為：勁芯柱混凝土施工→搭設(shè)臨時支撐架→ GHJL4分段吊裝→柱間桁架GHJL3分段吊裝→次桁架吊裝→H鋼梁吊裝。

4.3.2 臨時支撐架的設(shè)置

進行分段吊裝時，在分段位置設(shè)置臨時支撐架，在六層樓面上共設(shè)置有3排支撐架，外圍分段吊裝時也采用臨時支撐架作為支撐，以縮短吊裝時間，臨時支撐架搭設(shè)位置見圖6所示。

圖6 支撐架布置圖

本工程所用到的支撐架數(shù)量較多，故采用模塊化生產(chǎn)，既方便支撐架的安裝、拆除，縮短施工周期，同時也方便支撐架的運輸及堆放。支撐架以每4.5 m為一標準節(jié)，采用單片組合，外型基本組合尺寸為1.5 m×1.5 m，可擴展為1.5 m為模數(shù)的任意組合。支撐架所有組件均由角鋼構(gòu)成，如圖7所示。

圖7 支撐架結(jié)構(gòu)示意圖

4.3.3 六層鋼結(jié)構(gòu)安裝流程

具體安裝流程見圖8。

(1)步驟一：安裝六層樓面以上的勁芯柱鋼結(jié)構(gòu)部分，并完成勁芯柱混凝土施工。

圖8 六層鋼結(jié)構(gòu)安裝步驟

(2)步驟二：安裝六層樓面臨時支撐架。

(3)步驟三：先將GHJL4分段吊裝完畢，再開始進行GHJL3分段的吊裝。

(4)步驟四：繼續(xù)GHJL3分段的吊裝，吊裝東西向桁架分段及鋼梁。

(5)步驟五：內(nèi)部桁架及鋼梁安裝完成，開始安裝外側(cè)懸挑桁架分段，直至完成。

夾層鋼結(jié)構(gòu)主要為短鋼柱和鋼梁的吊裝，鋼梁均按照跨度進行分段，鋼柱及鋼梁均采用3臺履帶吊及MC300塔吊完成吊裝，這里不再贅述。

5 結(jié)論

本工程位于鬧市區(qū)，室外場地有限，并且施工工期緊張、結(jié)構(gòu)體量龐大，不可能現(xiàn)場直接拼裝鋼桁架結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇了車間分段加工再運輸?shù)浆F(xiàn)場進行吊拼的安裝方法，在質(zhì)量、安全、效益方面都取得了很好效果，且在工期要求內(nèi)順利完成，實踐證明本工程采取的施工方案是合理的。

參考文獻

[1]陳祿如，王伯琴，侯兆欣.建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊[M] .北京:中國計劃出版社，2005

[2]沈祖炎.鋼結(jié)構(gòu)制作安裝手冊.2版.[M] .北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011

On the Construction of a Large-Span Steel Truss for a Certain Dispatching Office of a Passengers-Oriented Railway

Li Liang

(Beijing Branch of the China Railway Construction Engineering Group,Beijing 100070,China)

Abstract:The dispatching office of a passengers-oriented railway is a vital command hub whose constructive functions are rather complicated.The sixth and seventh floors of the office are made up of large steel truss structures, the fixing workload of which is heavy,the installation height of which is also great and there are high demands on their construction quality.Besides,they can't be assembled directly on the spot because the construction duration is fairly short,and the available construction space is limited.Thus, the sectioned hoisting method is applied to fixing the large-span steel trusses. Namely,the steel truss structure is divided into several plane sections.The steel trusses are manufactured section by section separately in the production shops,after which these sections are directly hoisted and assembled with large-type crawler cranes and motor cranes.Practice shows that the construction scheme adopted for this project is rational and helps achieve good effects in quality, safety and benefit.

Key words:steel truss;hoisting;strengthening of the floor slab;temporary carriage

收稿日期：2015-10-19

作者簡介：李亮(1982—)，男，工程師，主要從事房屋建設(shè)工程管理工作sakuradear@139.com

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.03.019

中圖分類號：TU758.11

文獻標識碼：B

文章編號：1672-3953(2016)03-0069-04