鄭州高鐵南站承軌層鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究

馮善恒 （中鐵四局集團第一工程有限公司，安徽 合肥 230041）

0 前言

勁性混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一，具有強度高、穩(wěn)定性好、構(gòu)件截面小等諸多優(yōu)點，在高層建筑、高鐵站中應用較多，例如南京南站[1]、合肥南站[2]等。在以勁性混凝土結(jié)構(gòu)為主的工程中，鋼結(jié)構(gòu)部分的施工影響著整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及強度，也影響著整個工程的進度。因此對工程中鋼結(jié)構(gòu)部分的施工布置及關(guān)鍵技術(shù)進行研究至關(guān)重要。

1 工程概況

鄭州南站設計規(guī)模為30站臺面32線，其中鄭萬場10條到發(fā)線、鄭阜場9條到發(fā)線、城際場13條到發(fā)線，通過聯(lián)絡線，鄭州南站和鄭州站、鄭州東站互聯(lián)互通。站房采用高架形式，站房建筑面積約15萬㎡。承軌層結(jié)構(gòu)類型為勁性混凝土結(jié)構(gòu)，采用勁性混凝土柱與勁性混凝土梁，總工程量約1.3萬t。鋼結(jié)構(gòu)部分截面主要以十字型鋼、工字鋼和H型鋼為主，材質(zhì)為Q345C，厚度小于等于60mm。

圖1 鄭州高鐵南站

2 承軌層鋼結(jié)構(gòu)施工重難點

鄭州高鐵南站采用勁性混凝土結(jié)構(gòu)，通過對結(jié)構(gòu)形式和設計要求進行分析，施工中將會有若干重點和難點需要解決，如表1。

施工重點難點 表1

3 承軌層鋼結(jié)構(gòu)施工布置

承軌層鋼結(jié)構(gòu)施工是整個工程的關(guān)鍵一環(huán)，直接影響整體工程進度?？紤]到本工程的重點、難點，本工程采用“分區(qū)域分階段吊裝”[3]的施工方案。

針對施工方案及總體安排，本工程共劃分成7個施工分區(qū)，其中2V、2U、2S、2R四根軸線劃分為1區(qū)、1A區(qū)和2區(qū)，2Q軸線劃分為3區(qū)和3A區(qū)，2W和2X兩根軸線劃分為4區(qū)和4A區(qū)。

現(xiàn)場整個施工區(qū)東西各設置4條橫向和4條縱向的履帶吊通道形成回型道路，履帶吊行走作業(yè)通道有效寬度10m。根據(jù)施工道路情況設置1個構(gòu)件堆場，主要用于構(gòu)件存儲。具體施工布置見圖2。

4 承軌層鋼結(jié)構(gòu)施工工藝

圖2 承軌層鋼結(jié)構(gòu)施工區(qū)域劃分

為解決工程中的重點、難點，本工程決定采用“分區(qū)域分階段吊裝”的施工方案，鋼結(jié)構(gòu)施工工藝如下。

5 承軌層鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件施工分析

5.1 鋼柱安裝分析

鋼柱是承軌層的關(guān)鍵構(gòu)件，整體安裝流程可分為5個步驟。

5.1.1 吊裝準備

詳細核對構(gòu)件編號，確保無誤。清理鋼柱表面的渣土、浮銹等，檢查鋼柱長度、幾何尺寸、油漆等，變形、油漆破損等在吊裝前進行校正和修補，并對鋼柱的中線，軸線、標記進行檢查。

圖3 承軌層鋼結(jié)構(gòu)主要施工工況

5.1.2 測放鋼柱軸線

把鋼柱安裝軸線和標高投測到鋼柱柱頂。

5.1.3 鋼絲繩綁扎

一般鋼柱吊裝采用4點吊裝方法，根據(jù)構(gòu)件的重量計算選定合適的鋼絲繩。鋼絲繩長度要保證綁扎完鋼柱后相鄰兩根繩間的夾角不大于60°。

5.1.4 安裝臨時設施

在鋼柱吊裝前，先在鋼柱上綁扎軟爬梯，軟爬梯與鋼柱的連接必須牢固可靠。除軟爬梯本身的卡扣與鋼柱相連外，每隔3m左右用8#鐵絲把軟爬與鋼柱梯連接，以防軟爬梯飄動。綁扎軟爬梯的目的是為了摘除吊裝鋼柱的吊繩。

5.1.4 起吊

根據(jù)構(gòu)件的自重及連接板型式選擇合適的卡扣，鋼柱的吊裝由起重工綁鉤并負責指揮吊裝。鋼柱起吊采用扳倒法，起鉤并回轉(zhuǎn)使柱子豎直起來（構(gòu)件無論大小都要試吊一次，使構(gòu)件離地200mm左右），檢查各部位有無問題，在確保安全可靠的情況下，開始正式吊裝。使柱底板離地面保持40cm～60cm，緩慢回轉(zhuǎn)吊臂，第一節(jié)鋼柱直至地腳螺栓上方，其他上節(jié)鋼柱則落到下節(jié)柱上方。

承軌層鋼結(jié)構(gòu)施工全過程 表2

5.1.6 就位

鋼柱回轉(zhuǎn)至地腳螺栓上方時，起重工人扶穩(wěn)柱子，對準地腳螺栓。同時可以借助撬棍使柱底腳預留螺栓眼對準地腳螺栓；吊車緩慢落鉤，當柱底板與地腳螺栓調(diào)平螺母相接觸時，停止落鉤；調(diào)擰地腳螺母，按照軸線、標高、垂直度的順序進行調(diào)整；當柱的軸線、標高、垂直度調(diào)整好之后，緊固柱底板上的螺母，采用雙螺母或與底部焊接永久固定。

圖4 預制十字形鋼柱

圖5 預制十字形鋼柱吊裝與就位

5.2 鋼梁安裝分析

鋼梁同樣是是承軌層的關(guān)鍵構(gòu)件，整體安裝流程可分為5個步驟。

5.2.1 吊裝準備

在鋼梁安裝前，鋼梁兩端頭設置擱排板，離鋼梁中心1/3范圍設置吊裝吊耳。在鋼梁兩端拴棕繩，以保持鋼梁空中平衡，提高安裝效率。鋼梁的吊裝鋼絲繩綁好后，先在地面試吊，離地5cm左右，觀察其是否水平或歪斜。

5.2.2 鋼梁吊裝就位、臨時固定

鋼梁下落到接近安裝部位時，起重工人將梁扶穩(wěn)，并利用圓頭撬棍對位，擱置在鋼柱牛腿上。

5.2.3 校正

控制鋼梁軸線，吊裝前每根鋼梁標出鋼梁中線，鋼梁就位時確保鋼梁中心線對齊鋼柱牛腿上的軸線。主次梁、牛腿與主梁的高低差用精密水平儀測量，并使用自制簡易校梁器進行校正。

5.2.4 焊接

調(diào)整好鋼梁的軸線及標高后，將擱排與牛腿進行焊接，先焊接腹板，再焊接面板和底板。

圖6 工字型鋼梁

圖7 工字型鋼梁吊裝與就位

6 結(jié)語

①本文針對鄭州高鐵南站承軌層鋼結(jié)構(gòu)的工程特點和技術(shù)重難點制定了體育館“分區(qū)域分階段吊裝”的施工技術(shù)。

②針對承軌層鋼結(jié)構(gòu)“分區(qū)域分階段吊裝”技術(shù)，合理對施工區(qū)域進行了劃分，可以保證施工的有序進行。

③研究了承軌層鋼結(jié)構(gòu)的施工工藝，制定出了鋼結(jié)構(gòu)施工的全過程，可以確保構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的有序施工和準確就位。