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鄭州東站站房鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

作者：任長(zhǎng)林
時(shí)間：2012-11-14 10:02:24 [收藏]

　國(guó)家重點(diǎn)工程、全國(guó)最大的綜合性交通樞紐之一鄭州東站是京廣客專在全國(guó)鐵路網(wǎng)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位，是國(guó)家新規(guī)劃的京廣、徐蘭兩條鐵路客運(yùn)專線的十字交會(huì)樞紐，是一個(gè)以高速鐵路為核心，集城市地鐵、城際鐵路
關(guān)鍵詞：鄭州東站鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

　國(guó)家重點(diǎn)工程、全國(guó)最大的綜合性交通樞紐之一鄭州東站是京廣客專在全國(guó)鐵路網(wǎng)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位，是國(guó)家新規(guī)劃的京廣、徐蘭兩條鐵路客運(yùn)專線的十字交會(huì)樞紐，是一個(gè)以高速鐵路為核心，集城市地鐵、城際鐵路、公路客運(yùn)、公交和出租車等多種交通方式為一體的大型現(xiàn)代化綜合交通樞紐。鄭州東站兩家總包均為鐵道系統(tǒng)單位，上海寶冶集團(tuán)有限公司承接了鄭州東站東區(qū)站房(P～X軸)鋼結(jié)構(gòu)以及雨棚南北(c～v)全部鋼結(jié)構(gòu)工程。
　　
　　鄭州東站站房鋼結(jié)構(gòu)工程已成功封頂，其站房鋼結(jié)構(gòu)工程涉及的結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，有78米大跨度，有高低跨的對(duì)接，有17米長(zhǎng)的懸挑結(jié)構(gòu)，也有玻璃結(jié)構(gòu)以及石材幕墻結(jié)構(gòu)等。其構(gòu)件形式也十分多樣，有矩形鋼柱、圓管鋼柱、實(shí)腹梁、巨型桁架、H型剛桁架、圓管桁架、鉸接斜撐、鑄鋼節(jié)點(diǎn)、正三角形桁架、倒三角形桁架、四邊形桁架等。其安裝最大特點(diǎn)是吊機(jī)不能在地面進(jìn)行施工，整個(gè)安裝也不適合滑移技術(shù)的要求，因此本項(xiàng)目采用了主吊機(jī)高空作業(yè)，屋面桁架高空組裝的技術(shù)解決了本項(xiàng)目中的難點(diǎn)。此項(xiàng)目難度之大、影響之深遠(yuǎn)，皆可為后續(xù)工程提供難能可貴的經(jīng)驗(yàn)。
　　
　　鄭州東站位于鄭州市鄭東新區(qū)，東站站房建筑共三層，分別為地面層、站臺(tái)層和高架層(含高架夾層)，站房主體建筑外墻東西進(jìn)深502.7米，南北面寬245.2米，站房主體最高點(diǎn)距離地面52.3米。32條火車軌道線從站臺(tái)層通過，站臺(tái)高度為10.15米。工程特點(diǎn)、難點(diǎn)有以下6點(diǎn)。
　　
　　第一，鋼管桁架的制作精度控制難。該工程屋蓋為管桁架結(jié)構(gòu)，截面尺寸超大，支撐采取工廠散桿件加，預(yù)拼裝解體后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，由現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。因此如何保證制作精度成為本工程的一大難點(diǎn)。
　　
　　第二，站臺(tái)層上部鋼結(jié)構(gòu)的安裝難。站臺(tái)層上部鋼結(jié)構(gòu)體量非常大，結(jié)構(gòu)東西長(zhǎng)186米(P～X軸)、北寬245米，站臺(tái)層不能直接走吊機(jī)，外部吊裝吊機(jī)無法覆蓋這么大面積，給安裝帶來極大困難。
　　
　　第三，高架層、夾層和屋面均有大跨度，胎架選型和材料準(zhǔn)備困難。胎架數(shù)量多、層次多，卸除存在困難。本工程屋蓋桁架的安裝大量使用了支撐胎架，如何卸除、撤除支撐胎架，保證結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)大的結(jié)構(gòu)變形是本工程施工又一難點(diǎn)。
　　
　　第四，拼裝和構(gòu)建堆放困難。現(xiàn)場(chǎng)軌道層和鋼結(jié)構(gòu)安裝同步進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)缺乏場(chǎng)地，構(gòu)件拼裝和構(gòu)件堆困難。
　　
　　第五，棧橋和坡道搭設(shè)難。由于吊機(jī)不能在地面層施工，吊機(jī)走位方向垂直軌道方向，因此需要為吊機(jī)設(shè)棧橋和坡道，棧橋搭設(shè)存在。
　　
　　第六，安裝組織困難。由于結(jié)構(gòu)層數(shù)多，吊機(jī)不宜展開，土建等相關(guān)作業(yè)交叉嚴(yán)重，構(gòu)件不能直接運(yùn)到吊裝位置，因此安裝組織十分困難。
　　
　　由于制作在上海加工廠制作，因此方案主要介紹現(xiàn)場(chǎng)安裝施工的技術(shù)。站房鋼結(jié)構(gòu)安裝分三個(gè)水平層次，分別為高架層、夾層、屋面，此外，每層之間還有鋼柱。為了保證安裝，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，做以下幾個(gè)方面的準(zhǔn)備。
　　
　　根據(jù)總包分工情況，以結(jié)構(gòu)平面圖P軸為界p～X軸為東區(qū)，P～A軸為西區(qū)，兩個(gè)區(qū)域安裝單位自行確定施工方案。
　　
　　根據(jù)圖紙東區(qū)以18、19線中心線為對(duì)稱軸，站臺(tái)層、高架層、商業(yè)夾層、屋面均以18、19線中心為對(duì)稱軸，高架層、商業(yè)夾層為框架結(jié)構(gòu)，對(duì)吊裝順序沒有太多要求，各個(gè)方向均可以滿足吊裝，但18、19線地面層有已經(jīng)施工完成的結(jié)構(gòu)部分，此部分不能承重，尤其是大吊機(jī)的荷載。其次，屋面整體桁架，除了支撐桿，所有縱橫桁架均通過焊接連接成一起，另外屋面桁架數(shù)字軸線標(biāo)高一致，字母軸線桁架標(biāo)高有起伏，屋面也以18、19線中心線為對(duì)稱軸，因此決定以垂直于對(duì)稱軸方向?yàn)橹麒旒?，以平行于?duì)稱軸的桁架為次桁架，這樣有利于屋面桁架的安裝。
　　
　　結(jié)合總包要求、結(jié)構(gòu)組成形式、地鐵站上方不能走吊機(jī)等現(xiàn)實(shí)因素，主吊機(jī)的吊裝方向也是從P軸向X軸進(jìn)行吊裝。這樣也避免相互交叉施工，相互制約的問題。
　　
　　選擇吊車要考慮作業(yè)半徑、其中高度以及起重量，因?yàn)楸卷?xiàng)目特殊要求，還需要考慮吊機(jī)自重、吊機(jī)外形、吊機(jī)爬坡能力。由于軌道層垂直與吊機(jī)行走路線，因此吊機(jī)必須在軌道層之上進(jìn)行行走施工，因此吊機(jī)的作業(yè)面標(biāo)高將高于10.15米。根據(jù)高架層鋼柱最重單件構(gòu)件為48噸，作業(yè)半徑可以盡量??；最高屋面建筑物標(biāo)高為52.3米，為南北方向主桁架，因此起重高度選擇為52米，作業(yè)半徑為22～24米，構(gòu)件起重量控制在20噸。再結(jié)合資源情況，300噸和250噸吊機(jī)均能滿足使用要求，其中300噸吊機(jī)使用效率會(huì)高些，性能的安全儲(chǔ)備會(huì)更好，雖然租憑價(jià)格會(huì)稍貴，但是也可以承受，不過300噸吊機(jī)對(duì)棧橋樁基、基礎(chǔ)、棧橋承載力會(huì)提出更高的要求，總的成本會(huì)增加很多，因此本項(xiàng)目最終選用的還是250噸履帶式起重機(jī)。
　　
　　由于吊機(jī)要從地面標(biāo)高負(fù)1.5米標(biāo)高行走到10.15米以上，因此需要吊機(jī)進(jìn)行爬坡，根據(jù)各家吊機(jī)爬坡能力指數(shù)，均控制在15×17°之間。后來根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)道路和場(chǎng)地條件，在8、9線和28、29線分別搭設(shè)棧橋，坡度控制在9°。
　　
　　之所以考慮吊機(jī)自重，是因?yàn)橹亓吭酱髮?duì)下部要求越高，因此首先應(yīng)選擇自重較輕的吊機(jī)，從多家吊機(jī)型號(hào)中最后選擇了日本住友SCX2500型和伏挖QUY250型，主臂選用60.2米，副臂選用24米，仰角30°，其自重基本均在210～220噸，考慮吊物，總重為250～260噸。
　　
　　一個(gè)項(xiàng)目的成功關(guān)鍵看項(xiàng)目前期的組織策劃和技術(shù)準(zhǔn)備，技術(shù)準(zhǔn)備又是所有工作開展的基礎(chǔ)。一個(gè)好的技術(shù)方案不但有利于項(xiàng)目的實(shí)施，也能保證安全、質(zhì)量，還能節(jié)約成本，減少現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量。本項(xiàng)目之所以能順利實(shí)施，除了公司及各個(gè)部門的大力配合，也和前期做了大量技術(shù)準(zhǔn)備及論證工作有關(guān)。（任長(zhǎng)林）幕墻

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