鋼結(jié)構(gòu)鐵路站房施工技術(shù)探討范文

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摘要：

通過對現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)建筑在鐵路站房中的應(yīng)用進(jìn)行分析，得到鋼結(jié)構(gòu)站房在普通站房應(yīng)用中的優(yōu)勢，得到鋼結(jié)構(gòu)站房是當(dāng)今和未來新建站房中的趨勢，因此對鋼結(jié)構(gòu)站房的施工方法進(jìn)行研究，得到鋼結(jié)構(gòu)站房的大致施工方法和施工細(xì)節(jié)。

關(guān)鍵詞：

鋼結(jié)構(gòu)；站房；鐵路；施工

引言

隨著科技和建筑行業(yè)、鐵路運輸?shù)牟粩囡w速發(fā)展，鐵路站房尤其是高速鐵路附近站房對建筑形式和功能特點等也提出了更高的要求，并且鐵路站房成為了鐵路建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著高速鐵路的飛速發(fā)展，對附屬站房的要求也越來越高，如大跨結(jié)構(gòu)、大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)、體型復(fù)雜、樣式多樣化等，這些高要求也成為了站房的獨特空間的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段的站房形態(tài)多樣化，建筑設(shè)計奇妙化，完全達(dá)到了結(jié)構(gòu)空間與形態(tài)空間的有機(jī)結(jié)合。21世紀(jì)的站房建設(shè)選用的材料和技術(shù)大多數(shù)是引進(jìn)國外先進(jìn)材料和技術(shù)，并且所選用的材料大多數(shù)為高強(qiáng)、輕質(zhì)材料。采用此類建筑材料不僅可降低站房整體荷載，而且可提高站房抗震性能。建筑材料高強(qiáng)、輕質(zhì)，還可達(dá)到站房跨度更大，懸挑構(gòu)件的懸挑長度也越來越大。如今的鐵路站房設(shè)計采用的建筑形式為“橋建合一”，此類設(shè)計形式的原理即將鐵路軌道設(shè)置于站房的中間層中，再將軌道鋪設(shè)至車站外的高架橋墩上，橋墩僅對鐵軌的動荷載和靜荷載做支撐作用，而站房的上部結(jié)構(gòu)荷載則通過站房下部基礎(chǔ)進(jìn)行傳遞，如上部候車大廳、外挑雨棚和上部大跨屋蓋等；站房下部結(jié)構(gòu)的荷載也是通過站房下部進(jìn)行傳遞，如地鐵車站、人行通道、站前廣場等。此類設(shè)計不僅達(dá)到了“以人為本、分流為主”的人性化乘客換乘設(shè)計，而且降低了站房基礎(chǔ)的荷載，降低站房的動荷載，提高了站房的整體抗震性。

1鋼結(jié)構(gòu)在鐵路站房中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)作為目前大跨結(jié)構(gòu)中的主流結(jié)構(gòu)，具有抗震性能好、跨度大、自重輕等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房和大型低層商業(yè)建筑中。20世紀(jì)中后期，我國的鐵路站房等建筑采用的大多數(shù)為磚混和混凝土結(jié)構(gòu)，而隨著流動人口的不斷增多，車站的容客量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前乘客數(shù)量的需求，因此在21世紀(jì)之后涌現(xiàn)出大量的鋼結(jié)構(gòu)站房。尤其是進(jìn)入高鐵時代之后，各地新建高鐵車站大多均采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，如太原南站、石家莊站等。大型鋼結(jié)構(gòu)站房的出現(xiàn)，不僅使站房在外觀上達(dá)到了氣質(zhì)磅礴的效果，而且可極大程度的增加站房層高、跨度、雨棚懸挑長度等，提高了乘客的候車舒適度和對城市的整體印象，大跨鋼結(jié)構(gòu)站房大多數(shù)已經(jīng)成為一個城市的標(biāo)志性建筑。

2大跨度鋼結(jié)構(gòu)站房施工技術(shù)要點分析

2.1鋼結(jié)構(gòu)的加工制作

大跨度鋼結(jié)構(gòu)站房的柱、梁構(gòu)件等所采用的鋼材類型一般為型鋼，型鋼構(gòu)件在進(jìn)行切割時采用數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行切割。切割下料時若型鋼進(jìn)行拼接，拼縫位置應(yīng)位于構(gòu)件總長度的1/3～1/4位置處。焊接前應(yīng)將焊接位置處打磨成坡口，并將坡口內(nèi)清理干凈，焊接時應(yīng)一次成型，焊縫等級根據(jù)設(shè)計圖紙而定，焊縫檢測時一般應(yīng)高于設(shè)計圖紙一級，確保結(jié)構(gòu)安全。焊接完成后焊工應(yīng)先進(jìn)行自我檢查，若出現(xiàn)問題及時進(jìn)行返修，同時鋼構(gòu)材料廠也應(yīng)委托第三方有相應(yīng)資質(zhì)的無損檢測結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽檢。大跨度鋼結(jié)構(gòu)站房的屋蓋一般為桁架結(jié)構(gòu)，桁架結(jié)構(gòu)屋蓋應(yīng)在預(yù)制廠機(jī)械加工成一定面積的工件，加工完成后運輸至施工現(xiàn)場由吊車運輸至指定部位進(jìn)行焊接。

2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的除銹與噴涂保護(hù)

（1）除銹。鋼結(jié)構(gòu)站房所采用的鋼材在吊裝安裝前應(yīng)進(jìn)行除銹工作，除銹工作主要是人工打磨。人工打磨完成后進(jìn)行焊接，焊接后再對存在銹蝕的部分進(jìn)行打磨，對其鋼構(gòu)件表面的油污等進(jìn)行清除，若在焊接完成后在焊縫處進(jìn)行超聲波無損探傷檢測，也應(yīng)將所檢測部位涂抹的耦合劑進(jìn)行清除，以免后續(xù)噴涂時影響噴涂效果。

（2）噴涂。噴涂施工時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際溫度進(jìn)行施工，噴涂施工的最佳溫度宜為5～38℃，若在冬季噴涂則應(yīng)在白天進(jìn)行噴涂，若在夏季則應(yīng)在夜間進(jìn)行噴涂施工。若條件不允許則可根據(jù)現(xiàn)場溫度情況采用低溫涂裝材料進(jìn)行噴涂施工，若施工溫度高于40℃且空氣相對濕度高于85%，則應(yīng)停止涂裝施工工作。在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件拼接施工時若已知潛在隱藏部位，則應(yīng)首先對隱藏部位進(jìn)行除銹后直接進(jìn)行噴涂。噴涂施工完成后應(yīng)對噴涂施工效果進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)顏色不一致、表面平整度較低、涂層厚度小于設(shè)計值等情況。在施工過程中也應(yīng)做好構(gòu)件防護(hù)工作，以免其他油污、塵土等附著于噴涂構(gòu)件上，以免影響噴涂效果。

2.3鋼結(jié)構(gòu)站房安裝要點

（1）安裝流程。鋼結(jié)構(gòu)站房的安裝流程同其他鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝流程一致，均為運輸至施工場地、吊裝機(jī)入場、吊裝鋼柱、吊裝鋼梁、吊裝檁條（桁架）、屋面板吊裝、裝飾工程安裝、拆除施工設(shè)備、竣工等。

（2）鋼結(jié)構(gòu)安裝前吊裝準(zhǔn)備。鋼結(jié)構(gòu)鋼柱運輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行吊裝安裝前應(yīng)首先對鋼柱下獨立基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測和確認(rèn)，當(dāng)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后由總監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后方可進(jìn)行吊裝安裝。由于鋼結(jié)構(gòu)柱構(gòu)件在整體結(jié)構(gòu)中屬于主要豎向承載構(gòu)件，其尺寸的較大偏差均會影響后續(xù)鋼梁的安裝，因此吊裝安裝鋼柱時施工方應(yīng)派專業(yè)測量人員采用經(jīng)緯儀進(jìn)行實時傾斜度監(jiān)控，降低鋼柱安裝施工誤差，提高施工質(zhì)量。鋼柱吊裝安裝完成后宜避免在中午和夜間安裝鋼梁，以免由于施工環(huán)境溫度變化鋼梁熱脹冷縮較難進(jìn)行吊裝安裝，減少由于溫差變化而產(chǎn)生的施工誤差。

2.4桁架結(jié)構(gòu)的安裝

由于鋼結(jié)構(gòu)跨度較大，因此桁架跨度也較大，尤其是所采用的弧形桁架實際弧長也較大。桁架與下部鋼柱的連接也較為復(fù)雜，因此在進(jìn)行安裝時，通常將長桁架分為三段采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行拼裝。安裝桁架時宜在上午進(jìn)行安裝，此時施工溫度較低，鋼構(gòu)件隨著溫度收縮變化幅度較小，實際長度與設(shè)計長度基本相符，安裝效率高，施工質(zhì)量好。通常桁架的截斷點位于主桁架下，兩端略短，中間段略長，并在截斷處進(jìn)行截面變大加強(qiáng)處理。若設(shè)計院在進(jìn)行設(shè)計時未將長桁架設(shè)計為分段式桁架，施工方則首先應(yīng)將施工方案報設(shè)計院進(jìn)行驗算，驗算通過后出具變更施工圖后再進(jìn)行施工。在進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)安裝施工時，其下部行車軌道和軌道梁等施工或鐵路運輸?shù)葧ι喜胯旒芙Y(jié)構(gòu)安裝造成一定影響，因此桁架結(jié)構(gòu)安裝施工時應(yīng)將上部雨棚梁分段進(jìn)行安裝。在下部混凝土高架橋路面板對接施工完成后，再將上部雨棚梁和雨棚桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝。進(jìn)行吊裝時應(yīng)采用兩臺吊裝機(jī)在桁架正面后側(cè)方待吊，再在軌道梁上布置兩臺吊裝機(jī)待吊，最終由四臺吊裝機(jī)統(tǒng)一協(xié)調(diào)進(jìn)行吊裝工作。為保證具有安全的施工環(huán)境，在軌道梁和軌道定位后對站臺進(jìn)行加固處理。在腳手架內(nèi)側(cè)，吊裝機(jī)的行走路線確定后，應(yīng)對吊裝機(jī)兩側(cè)4m范圍內(nèi)站臺進(jìn)行加固，當(dāng)站臺處混凝土澆筑完成后搭建相應(yīng)的碗扣式腳手架。碗扣式腳手架應(yīng)布置成500mm×500mm間距，待雨棚桁架安裝完成后和吊裝機(jī)撤離后再對腳手架進(jìn)行拆除。為提高站臺雨棚桁架的安裝精度和提高施工速度，應(yīng)在主桁架中段拼接處下方布置臨時帶輪胎架，確保中段桁架在焊接時處于無豎向應(yīng)力狀態(tài)，胎架達(dá)到支撐的作用。焊接完成后推至下一榀桁架處。采用這種方式進(jìn)行施工可降低因焊接殘余應(yīng)力的影響而對桁架結(jié)構(gòu)整體受力產(chǎn)生不良影響。若分段拼裝時采用螺栓連接也可用上述方法進(jìn)行，或采用吊裝機(jī)進(jìn)行吊裝安裝。

2.5屋面板安裝

若屋面板受力結(jié)構(gòu)為桁架結(jié)構(gòu)，則僅需在桁架上表面鋪設(shè)內(nèi)層板和上層板，板與板之間、板與桁架連接宜采用螺栓連接方式進(jìn)行連接。若屋面板受力結(jié)構(gòu)為檁條結(jié)構(gòu)，則應(yīng)在檁條上下表面均布置內(nèi)層板，其中上部內(nèi)層板的鋪設(shè)方式同桁架結(jié)構(gòu)的安裝方式，下層板安裝時為確保施工人員人身安全，應(yīng)在下部鋪設(shè)腳手架或安裝吊籃進(jìn)行施工。屋面板安裝完成后應(yīng)在上表面上層板上部鋪設(shè)保溫隔熱棉和防水層，保溫隔熱棉和防水層的鋪設(shè)方法同普通鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝方法相同。

3結(jié)論

鋼結(jié)構(gòu)站房成為當(dāng)今和未來站房的發(fā)展趨勢，但在具體施工時施工單位為加快施工速度，容易忽略施工時的重要細(xì)節(jié)，從而影響施工質(zhì)量，如石家莊車站在安裝施工時防水層處理措施不當(dāng)而導(dǎo)致雨天漏水等情況。因此本文對鋼結(jié)構(gòu)站房施工過程中的步驟和方法進(jìn)行研究，為以后鋼結(jié)構(gòu)站房施工提供一定參考，確保施工質(zhì)量，保證乘客和工作人員的人身財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鈍.鐵路站房鋼結(jié)構(gòu)施工過程監(jiān)測與分析[D].浙江大學(xué)，2013.

作者:蓋圣巍 單位:中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司