火车站房工程中站房屋盖大跨度钢桁架安装技术
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摘 要：火车站房是火车交通系统中的重要建筑物，具有规模大、人流集中、性能要求高的特点，随着施工技术的发展，大跨度钢结构在火车站房的建设中应用得更加广泛。相比于传统建筑结构，钢结构的优势在于：柱截面减小，增大了内部使用空间;节能效果突出，具有良好的抗震性;该文结合工程案例，分析了大跨度钢结构安装技术要点，并指出施工安全和质量控制措施，以供参考。
关键词：火车站房;大跨度;钢结构;吊装技术;控制措施
中图分类号：TU758 文献标志码：A
依据《钢结构设计规范》，大跨度钢结构指的是跨度在60 m以上的钢制桁架、拱架、网架、网壳和悬索等结构。建筑结构自重轻，可以降低工程造价;施工速度快，和同规模的传统建筑相比工期能缩短1/3;钢结构可在工厂内预制，现场施工工艺简单。以下结合火车站房工程，探讨了大跨度钢结构安装技术的应用。
1 工程概况
以国内某火车站房工程为例，属于线侧下式站房，里程为DK63+250，规模为2台4线。站房主体结构包括地上2层、地下局部1层，高度共计为18 m;主体轴线长度为133.8 m，宽度为36 m，建筑面积共计7 997.95 m2;结构采用钢混框架+金属桁架屋面。该次研究内容是钢桁架屋盖结构安装工程，由主桁架、次桁架、檩条组成。其中桁架采用倒三角钢管结构，支座高度为16.65 m，桁架最高处为19.15 m，屋盖尺寸大小为96 m×62 m，属于超过一定规模的危险性较大分部分项工程。
2 大跨度钢结构安装技术要点
2.1 支座布置
桁架支座共计30个，支座底部标高为16.35 m;造型树支座共计2个，支座底部标高最小为-1.1 m。从支座类型来看，分为滑动支座、固定支座2种。
2.2 钢桁架拼装
第一，准备工作。分析桁架拼装特点，结合现场条件，合理部署拼装场地。然后进行硬化处理，场地内铺设150 mm碎石+100 mm素混凝土，保证场地平整、坚实。胎架结构采用独立支撑式，材质是I16工字钢，在支撑胎架上对桁架拼装、焊接，外形尺寸根据钢管大小进行调整。
第二，拼装流程。钢屋盖桁架拼装流程如下：制作桁架拼装胎架→桁架拼装定位焊→检验校正→桁架拼装全焊接→UT检测→焊后校正→涂装→检查合格。其中，桁架拼装流程是：拼装胎架→拼装下弦杆→拼装腹杆→组装完成。
第三，施工要求。①拼装作业遵循先主后次、先上后下、先易后难的原则;②桁架分段拼装时，要布设在安装起吊范围内;③拼装时按照编号精准定位，滿足中心线、相贯口节点坐标的要求;④上下弦腹杆定位后，及时和节点焊接;⑤所有杆件安装后，提交检查验收，填写拼装记录，合格后可以焊接;⑥监理验收时，使用全站仪、钢尺等工具，对接口点位进行测量，对比实测数据和理论数据，误差较大时要及时修正，将误差控制在允许范围内。
2.3 划分吊装单元
由于现场施工条件复杂，主桁架施工时，先在地面拼装，拼装完成后对称编号为ZHJ1～ZHJ4然后逐个吊装，安装顺序是按照轴线划分由12轴至5轴进行。其中，ZHJ1长度约55.9 m，重量约40.3 t;ZHJ2长度约55.9 m，重量约19.8 t;ZHJ3长度约55.9 m，重量约15.06 t;ZHJ4长度约55.9 m，重量约41 t，均采用整榀吊装作业模式。
2.4 吊装顺序
遵循先主后次的原则，吊装顺序如下：吊装倒三角主桁架→吊装次桁架、悬挑桁架→造型树钢架、吊挂钢架，其中，主桁架共8榀，ZHJ1～4各2榀，ZHJ1、ZHJ2、ZHJ3整榀吊装，ZHJ4分两段安装，南侧悬挑部分单独吊装。
2.5 钢桁架安装
第一，安装流程。桁架吊装使用QUY260T履带吊，由西向东按轴线划分起吊施工。安装流程如下：12轴线ZHJ1→11轴线ZHJ2→10轴线ZHJ3→9轴线ZHJ4→8轴线ZHJ4→7轴线ZHJ3→6轴线ZHJ2→5轴线ZHJ1→次桁架→西侧BHJ1→东侧BHJ1→造型树钢架。
第二，吊索具选择。考虑到屋面桁架的最大长度为55.9 m，最大重量为41 t，为了保证平面刚度，吊装时采用四点捆绑弦杆吊装法，配合38 mm钢丝绳;卸扣的额定荷载为15 t，满足吊装施工要求。
第三，吊点选择。根据桁架的外形、重量、现场条件，确定绑扎方法和吊点。采用四点起吊法，1、3为同一根钢丝绳（计2根），长度放样为36 m;2、4为同一根钢丝绳（计2根），长度放样为36 m。
第四，马道安装。在桁架上下弦之间吊装马道，采用地面拼装法，使用卷扬机进行分块吊装。主桁架安装完成后，按顺序分块拼装马道，在吊杆和吊杆之间使用角钢临时固定，可以避免构件变形。
第五，造型树安装。造型树钢架分为3段，利用50 t吊机进行拼装、安装。首先安装下节，进行临时支撑;然后安装第二节段，进行临时支撑;最后安装第三节段，并和主桁架、下节、第二节段连接在一起。
第六，主要节点安装。①桁架内部相贯节点，采用预拼装法，桁架内部使用140斜圆管、219斜圆管，确保腹杆能装进去。②支座做法，使用牛腿成品支座，进行现场焊接。③主次杆件相贯，角度设置为90°，采用挂篮焊接法。
2.6 钢桁架焊接
该工程中，拼接处对接焊缝质量等级为1级，超声波探伤比例为100 %;非拼接处对接焊缝质量等级为2级，超声波探伤比例为20 %;角焊缝质量等级为3级。焊接要点如下：①主要结构形式为管桁架，材质为Q345B、Q235B;②现场焊接接头形式有：桁架对接接头、钢管相贯线接头;③焊接方式是二氧化碳气体保护焊。以上下弦杆件的焊接为例，是安装焊接的重点，焊接流程是：组对→校正→复验→预留焊接收缩量→焊接定位→焊前防护→清理→焊接→焊后热调→质量检验。每一个工序均要严格控制，确保接头焊后质量达到标准要求。
2.7 防腐涂装
第一，钢结构防腐涂装。首先除锈，满足《钢结构工程施工质量验收规范》中Sa2.5级规定。然后涂漆，底漆使用水性无机富锌类漆，喷涂2遍，厚度为100 μm;中间漆为环氧封闭漆面漆，喷涂2遍，厚度为100 μm;使用氟碳面漆，颜色、厚度满足建筑设计要求。
第二，构件防火涂装。该工程钢结构的防火等级为I级，应满足《建筑设计防火规范》的要求，防火涂料的性能、厚度、质量要求，按照《钢结构防火涂料》的流程和标准执行。其中，防火涂料经消防部门检验，经国家检测机构检验合格;耐火极限为桁架1.5 h，檩条1 h。
2.8 测量控制
开工前应充分做好施工测量前的准备工作，测量过程中控制测量精度，并在施工过程中按照测量数据进行施工。为保证整体精度，需要在安装场地设置足够数量的测量控制点，形成一个闭合三维控制网。需用全站仪进行精密测量，并对点位进行调整，使其闭合差满足安装精度要求。为确保各点之间的相对精度，每隔两周都需要对控制网进行复测，计算各点的位移量和各点的高程，根据测量数据对点位进行调整，使平面各点精度满足施工要求。测量控制网精度要求如下：各点之间距离较短，通过反复精密测量各点距离和各点之间的夹角，经过严密平差，使各点之间的点间误差小于2 mm，测角最大误差小于5″;高程控制点点间高程误差小于2 mm。
3 结语
大跨度钢结构已经在建筑工程中应用广泛。该工程从支座布置、划分吊装单元、吊装顺序、钢桁架的拼装、安装、焊接等方面，总结掌握了施工技术要点，在质量管理上严格执行有关法规、规范、标准和合同的要求，实行全面管理，注重过程控制。希望能为类似工程提供经验借鉴，实现施工管理目标。
参考文献
[1]黄荣.火车站房改造工程中大跨度钢结构吊装技术的研究[J].建筑施工，2013，35（5）：386-388.
[2]金超.液压提升技术在大跨度火车站房屋盖钢结构工程的应用[J].安徽建筑，2014，21（3）：165-166.
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