高鐵站房鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工質(zhì)量管控要點(diǎn)

劉昊奇

中國鐵路廣州局集團(tuán)有限公司廣州工程建設(shè)指揮部 廣東 廣州 510000

鐵路交通事業(yè)作為我國社會發(fā)展過程中的一個(gè)重要部分，其不僅直接關(guān)系到人們的日常出行，與社會穩(wěn)定性發(fā)展也有著緊密聯(lián)系。隨著鐵路交通不斷發(fā)展，鐵路建設(shè)工藝技術(shù)水平也在逐漸改良提升，一系列先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，其中應(yīng)用率較高的即鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工技術(shù)，其在鐵路站房中的使用可以有效保障施工效率，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量水平，這對鐵路交通事業(yè)的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。為了進(jìn)一步發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工技術(shù)的作用，要在該應(yīng)用過程中不斷探索，掌握該技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)，為后續(xù)的施工提供技術(shù)和安全保障。

1 工程概況

廣汕高鐵惠東南站，位于廣東省惠州市惠東縣，站房長144.0m，寬43.2m，建筑面積：7990.6m2，建筑總高度：17.15m（室外地面到屋面檐口），建筑層數(shù)：地上1層（局部2層），局部地下1層。站房主體采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)屋面采用混凝土。候車大廳鋼屋蓋長80m，寬43.2m，通過下弦支座支撐于鋼筋混凝土柱上，鋼屋蓋采用正放四角錐的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，采用焊接節(jié)點(diǎn)連接，支座采用成品鉸支座。構(gòu)件主要包括網(wǎng)架桿件、焊接空心球、檁條、馬道，材質(zhì)均為Q355B，網(wǎng)架總體重量為182t。

圖1 站房整體軸側(cè)圖

本工程鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架總體施工方案采用地面搭設(shè)胎架，地面拼裝焊接，散件分區(qū)拼裝，待主次檁條與馬道和網(wǎng)架焊接完成后，采用液壓提升設(shè)備進(jìn)行整體提升安裝。進(jìn)站口雨棚施工方案采用散件吊裝，高空焊接，待屋蓋提升完后安裝。候車大廳區(qū)域?yàn)?00mm厚C20配筋地坪板，經(jīng)硬化后作為鋼結(jié)構(gòu)拼裝及吊裝場地。

圖2 網(wǎng)架分區(qū)示意圖

鋼結(jié)構(gòu)拼裝采用25t吊車配合塔吊安裝。1~7區(qū)采用地面拼裝，整體提升。

8~9區(qū)為站房混凝土結(jié)構(gòu)懸挑區(qū)域，采用原位拼裝；周邊灰色后補(bǔ)桿件待網(wǎng)架提升后，采用高空原位拼裝。

本工程采用的“液壓同步提升施工技術(shù)”為較成熟鋼結(jié)構(gòu)安裝施工方法，利用汽車吊和塔吊在候車大廳地面上進(jìn)行各提升分區(qū)鋼網(wǎng)架的拼裝；主要以獨(dú)立提升架與結(jié)構(gòu)上提升架作為提升網(wǎng)架的提升點(diǎn)，一個(gè)提升支架上部設(shè)置1個(gè)提升器，共計(jì)10個(gè)點(diǎn)；本次最大提升高度約13m。為確保鋼屋蓋結(jié)構(gòu)單元及鋼柱結(jié)構(gòu)提升過程的平穩(wěn)、安全，根據(jù)鋼屋蓋的特性，擬采用“吊點(diǎn)油壓均衡，結(jié)構(gòu)姿態(tài)調(diào)整，位移同步控制，分級卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略。

本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)施工總體流程如下：支座預(yù)埋→胎架搭設(shè)→網(wǎng)架拼裝→馬道及檁條安裝→整體提升→后補(bǔ)桿件安裝→卸載→防腐防火涂料

2 施工主要技術(shù)要點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)測量

2.1.1 測量內(nèi)容及方法

作為施工的依據(jù)，在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中進(jìn)行的一系列測量工作，銜接和指導(dǎo)各工序的施工，它貫穿于整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工過程，是關(guān)鍵技術(shù)工作之一。通過高精度的測量和校正使得鋼構(gòu)件安裝到設(shè)計(jì)位置上，滿足絕對精度的要求，因此測量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量以及工程進(jìn)度的關(guān)鍵工序。本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)測量主要包括平面測量、標(biāo)高控制兩部分，測量應(yīng)遵循“由整體到局部”的原則。平面控制網(wǎng)的測量總體思路為根據(jù)現(xiàn)場通視條件，利用土建提供的測量控制點(diǎn)，先測設(shè)主控軸線，在此基礎(chǔ)上根據(jù)結(jié)構(gòu)安裝過程中測量需要進(jìn)行測控的部位及建筑軸線進(jìn)一步加密，并確保主要測站點(diǎn)形成閉合導(dǎo)線，相互通視，以便進(jìn)行坐標(biāo)聯(lián)測復(fù)核。整體大范圍內(nèi)高程的測量采用全站儀進(jìn)行統(tǒng)一控制，局部較小范圍內(nèi)的標(biāo)高控制、引導(dǎo)在作業(yè)環(huán)境允許的情況下優(yōu)先使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量控制。主要測量內(nèi)容包括設(shè)計(jì)控制網(wǎng)復(fù)核和鋼結(jié)構(gòu)施工控制網(wǎng)的建立，預(yù)埋件定位、平整度及標(biāo)高復(fù)測，拼裝胎架安裝定位、測放及檢查，網(wǎng)架單元地面拼裝的測量監(jiān)測，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體提升過程中的測量監(jiān)控；網(wǎng)架卸載過程中關(guān)鍵部位的觀測。

2.1.2 測量監(jiān)測

早期佛教繪畫與武氏祠畫像石敘事性繪畫構(gòu)圖形式比較…………………………………………………………聶 濤（3.58）

為保證鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工質(zhì)量和安全，在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工全過程都要做好測量監(jiān)測。本工程結(jié)構(gòu)形式主要以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為主，結(jié)構(gòu)成形歷經(jīng)地面拼裝，整體提升，分步卸載等過程。整個(gè)施工過程中結(jié)構(gòu)體型及受力狀態(tài)處于不斷變化之中，這些原因?qū)o施工精度和質(zhì)量帶來一定影響，因此采取科學(xué)的工程監(jiān)測方法，掌握相關(guān)的信息，有利于消除諸各種不利因素帶來的負(fù)面影響，使施工質(zhì)量得以保證。鋼結(jié)構(gòu)屋蓋網(wǎng)架提升監(jiān)測主要包括以下：提升前對屋蓋及提升塔架測量控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程監(jiān)測并記錄，提升結(jié)構(gòu)離地懸停后對提升吊點(diǎn)位移及支撐沉降監(jiān)測并記錄，提升過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測提升吊點(diǎn)同步性，提升完成后對屋蓋及提升架測量控制點(diǎn)的位移和撓度監(jiān)測記錄，提升嵌補(bǔ)完成后對屋蓋測量控制點(diǎn)的位移和撓度監(jiān)測記錄，卸載完成后對測量控制點(diǎn)的位移和撓度監(jiān)測記錄。

2.2 網(wǎng)架現(xiàn)場拼裝

2.2.1 網(wǎng)架拼裝總體思路

本工程屋蓋網(wǎng)架在-0.05m首層地面進(jìn)行拼裝，網(wǎng)架拼裝時(shí)每個(gè)下弦球下設(shè)置拼裝單管支撐，單管支撐采用預(yù)埋件進(jìn)行臨時(shí)固定。上弦球采用“一球多桿”的方式進(jìn)行安裝。

2.2.2 網(wǎng)架拼裝順序

屋蓋網(wǎng)架分區(qū)進(jìn)行拼裝，按照由拼裝起始點(diǎn)向四周擴(kuò)散方法進(jìn)行拼裝，拼裝過程應(yīng)遵循“小拼→中拼→大拼”的原則進(jìn)行，為減小施工累積誤差，拼裝單元盡量從中間開始，由小立體單元向周邊擴(kuò)散。拼裝順序：下弦鋼球→下弦桿→上弦鋼球→斜腹桿→上弦桿，然后依上述順序向周邊拼裝，拼裝過程中，隨時(shí)檢查基準(zhǔn)軸線位置，標(biāo)高及垂直度偏差；發(fā)現(xiàn)大于施工工藝允許偏差時(shí)，及時(shí)糾正。

為更好地控制網(wǎng)架拼裝精度，制訂定位的先后順序?yàn)椋合葘⒋M裝的下弦焊接球定好位→再定位下弦桿件→確定豎向腹桿和上弦球→再確定上弦桿和斜腹桿。將焊接球吊裝至就位胎架，測量用配套棱鏡通過自制的鋼支托安放于焊接球頂部，施工測量過程中，采用水平尺將托盤安放位置調(diào)試水平，確保其上平面幾何中心垂直方向通過球心。如此測量所得數(shù)據(jù)在平面位置上可按設(shè)計(jì)精度較好地控制球節(jié)點(diǎn)，其標(biāo)高控制需注意將測得標(biāo)高除去球體半徑及托盤壁厚。

2.3 現(xiàn)場焊接施工

2.3.1 現(xiàn)場焊接內(nèi)容及特點(diǎn)

本工程鋼構(gòu)件材質(zhì)主要為Q355B，為了能較好地保證工程的焊接質(zhì)量，盡量將構(gòu)件在廠內(nèi)焊接完成，如確需現(xiàn)場進(jìn)行焊接的必須依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB50661-2011)[1]標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，對首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等應(yīng)進(jìn)行相關(guān)焊接工藝評定，現(xiàn)場焊接工人必須持證并經(jīng)現(xiàn)場焊接操作考核后方可上崗，同時(shí)應(yīng)制定完善、可行的焊接工藝方案和措施，作為工程中指導(dǎo)焊接作業(yè)的工藝規(guī)范。

2.3.2 焊接要求

焊縫表面應(yīng)均勻，不得有裂紋、未熔合、焊瘤等缺陷。一級、二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。焊縫咬邊深度應(yīng)不大于0.5mm,且兩側(cè)咬邊總長應(yīng)不超過焊縫長度的10%。且一級焊縫不許有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。

2.3.3 焊縫檢測

鋼管與焊接空心球連接均采用坡口全熔透焊接，焊縫等級為二級。焊接空心球均采用坡口全熔透焊接，焊縫等級為一級。網(wǎng)架支座球節(jié)點(diǎn)的全熔透焊縫及網(wǎng)架桿件與網(wǎng)架支座的全焊透焊縫均為一級焊縫。網(wǎng)架焊接主要為空心球與桿件的組裝焊接。組裝焊接有平焊、立焊、仰焊等多種焊縫形式的全方位置焊接。現(xiàn)場焊接工作量大，焊接應(yīng)力與變形控制是網(wǎng)架焊接的重點(diǎn)。焊接的質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)按照《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》[2]、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[3]執(zhí)行。

設(shè)計(jì)要求全熔透的一、二級焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)，其內(nèi)部缺陷分級及探傷方法應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》GB11345或《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》GB3323的規(guī)定。

2.3.4 控制手段

通過信息化施工手段，優(yōu)化焊接順序，控制結(jié)構(gòu)變形。在整個(gè)焊接過程中，隨時(shí)用測量儀器進(jìn)行變形監(jiān)控。當(dāng)某個(gè)點(diǎn)處偏差可能超控時(shí)，調(diào)控焊接順序，及時(shí)加以糾偏。結(jié)構(gòu)變形控制貫穿于整個(gè)焊接全過程，特別是起初幾個(gè)區(qū)段更為重要。通過焊接過程中的跟蹤監(jiān)測，摸索相應(yīng)規(guī)律，指導(dǎo)后續(xù)施工。網(wǎng)架的地面拼裝和高空安裝，盡量遵循由中間向兩端或從中間向四周發(fā)展的順序進(jìn)行擴(kuò)展拼裝、焊接。由于有一端是可以自由收縮的，可以調(diào)整累積誤差和釋放焊接收縮應(yīng)力，既保證網(wǎng)架尺寸，又可使焊接應(yīng)力最小。

2.4 除銹和涂裝

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在完成焊接后，涂裝也是一個(gè)很重要的施工環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)涂裝質(zhì)量對其后期使用壽命和使用效果有著非常直接的影響。在油漆噴涂作業(yè)前首先要對表面浮銹處理干凈后方可進(jìn)行，基層表面應(yīng)無油污、灰塵和泥沙等污垢，且防銹層應(yīng)完整、底漆無漏刷。構(gòu)件連接處的縫隙應(yīng)采用防火涂料或其他防火材料填平。

本工程采用的鋼構(gòu)件的除銹方法主要是通過人工打磨，特別是要對超聲波探傷部位涂抹潤滑劑的位置進(jìn)行徹底清除。現(xiàn)場補(bǔ)涂的油漆與制作廠使用的油漆相同，由制作廠統(tǒng)一提供，隨鋼構(gòu)件分批進(jìn)場。鋼結(jié)構(gòu)涂裝處理后檢查應(yīng)達(dá)到涂裝顏色一致，色澤鮮明，光亮，不起皺皮，不起疙瘩。涂裝時(shí)要盡量考慮環(huán)境溫度和濕度，防腐涂裝施工環(huán)境溫度的要求在15℃～30℃之間，具體應(yīng)按涂料產(chǎn)品說明書的規(guī)定執(zhí)行。防火涂料涂裝環(huán)境溫度宜保持在5～38℃，空氣應(yīng)流通。盡量避開雨天進(jìn)行涂裝作業(yè)。表面涂裝施工時(shí)和施工后應(yīng)對涂裝過的構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，防止飛揚(yáng)塵土和其他雜物。涂裝漆膜厚度的測定采用觸點(diǎn)式漆膜測厚儀測定漆膜厚度，漆膜測厚儀一般測定3點(diǎn)厚度取其平均值。

2.5 提升工藝及關(guān)鍵技術(shù)

本工程鋼屋蓋待地面拼裝完成后進(jìn)行整體提升，提升高度約13m。提升重量約180t。提升架體設(shè)置：北側(cè)主要利用原位安裝結(jié)構(gòu)設(shè)提升點(diǎn)，東、南、西側(cè)主要利用獨(dú)立提升架進(jìn)行提升；東西側(cè)各設(shè)置1個(gè)提升點(diǎn)；南北側(cè)各設(shè)置4個(gè)提升點(diǎn)，共計(jì)10個(gè)提升點(diǎn)。

鋼網(wǎng)架上提升點(diǎn)以臨時(shí)加固桿交匯處作為提升位置，采用管骨式下錨點(diǎn)在上下吊點(diǎn)之間安裝提升專用鋼絞線，同時(shí)安裝液壓提升系統(tǒng)油管、控制系統(tǒng)；液壓提升系統(tǒng)設(shè)備單體、聯(lián)動調(diào)試，預(yù)張緊鋼絞線；液壓提升系統(tǒng)預(yù)加載，鋼屋蓋結(jié)構(gòu)提升離開拼裝胎架一定高度，空中停留、觀測約12小時(shí)（盡量利用夜間進(jìn)行空中停留，以節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場提升安裝工期）；在確保提升系統(tǒng)設(shè)備、臨時(shí)設(shè)施（提升平臺、上下吊點(diǎn)及加固措施）及永久結(jié)構(gòu)等安全的情況下，開始正式同步提升鋼屋蓋；提升設(shè)備同步提升鋼屋蓋至設(shè)計(jì)標(biāo)高附近，利用單個(gè)提升吊點(diǎn)處的液壓提升器點(diǎn)對其空中姿態(tài)進(jìn)行微調(diào)，使其滿足各結(jié)構(gòu)空中對接的要求；各層桿件對口調(diào)整、臨時(shí)固定、正式焊接；進(jìn)行鋼屋蓋各提升點(diǎn)處的補(bǔ)桿，使鋼屋蓋與已安裝的支座形成一個(gè)整體；液壓提升系統(tǒng)同步卸載作業(yè)，至鋼絞線完全松弛，使鋼屋蓋單元自身重量轉(zhuǎn)移到支承柱上；拆除液壓提升系統(tǒng)設(shè)備及鋼絞線；拆除所有臨時(shí)吊裝措施結(jié)構(gòu)，完成鋼屋蓋液壓整體同步提升吊裝。

2.6 最終效果

通過整個(gè)施工過程中各環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控，本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架目前已順利安全提升到位，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求及驗(yàn)收規(guī)范，保障了本項(xiàng)目站房按期開通目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，取得較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，隨著高鐵站房建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，對站房鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量有了更高的要求。作為鐵路建設(shè)從業(yè)人員，應(yīng)充分認(rèn)識到高鐵站房鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量的重要性，建立完善的施工質(zhì)量管理體系,不斷研究施工技術(shù)。確保高鐵站房鋼結(jié)構(gòu)施工的安全可靠和優(yōu)質(zhì)高效。