安宁
中铁十四局集团有限公司，山东 济南 250014
摘要：本文以长春地铁2号线首批装配式车站西兴站为基础，对装配式地铁车站超大预制构件吊运及精准拼装锁定控制技术进行总结，对今后地铁工程装配式车站建设具有不可忽略的指导意义，而且具有较好的推广价值。
关键词：装配式；预制构件；吊运；拼装锁定；控制技术
引言
随着经济发展与城市化进程的加快，城市轨道交通以其快捷高效的优点在各大中型城市展开建设。目前城市轨道交通行业常用的施工方法主要有暗挖矿山法、明挖法、盖挖法、盾构法等形式，相比于传统现浇结构，装配式构件优势较为明显。构件实现标准化工厂生产，减少了材料浪费；施工时，进行现场装配式施工，减少了现场施工人为因素的干扰，能够提高工程质量；预制构件混凝土浇筑振捣密实度好，养护灵活简便，外观平整度可达到清水无装饰效果；能够加快修建速度，减少气候对施工的影响；能够有效整合资源，降本增效，改善地下工程施工环境，提升施工工业化程度。对装配式地铁车站超大预制构件吊运及精准拼装锁定技术进行总结，对今后地铁工程装配式车站建设具有不可忽略的指导意义，能够有效推动装配式车站在未来城市轨道交通建设中应用及发展。
1 工程概况
长春地铁2号线西兴站车站为国内首批正式施工的预制装配式地铁车站，全长277.8m，两端盾构始发接收段采用现浇法施工，中部124m采用装配式施工，由环宽2m的7块预制构件组成，共计62环。装配式车站形式如图1所示，构件信息见表1。
2 构件吊运起重设备选择
标准环预制构件最重为54.3吨，根据吊装设计参数及现场吊装需求起重设备选择50+50t龙门吊，最大起吊高度为15m。龙门吊最快运行速度为5m/min，用于构件起吊与转运工作；最慢运行速度为0.9m/min，安装精度可控在2.5mm左右，用于预制试件定位。龙门吊的性能参数设定能够满足现场需要。A、B、C块利用一个50t天车吊装，D、E块分别采用50t+50t双天车起吊。
3 构件吊运控制技术
3.1 吊钉选择
装配式车站超大预制构件工厂预制时提前预埋DEHA圆锥头吊钉。吊钉及吊头的允许承载力为150kN及200kN两种型号，吊钉的钢材破坏安全系数为3.0，吊头的钢材破坏安全系数为4.0。预埋的哈芬吊钉处于直径160mm球形凹槽内，顶面与预制构件表面平齐。DEHA圆锥头吊钉可通过相配套的哈芬万向吊头快速连接。吊钉结构形式如图2所示。
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各构件所需吊钉规格及数量见表2，具体安装位置见图6~图10。
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表2 吊钉规格数量表
3.2 万向吊头选择
采用德国哈芬产品，编号6102-20万向吊头，起吊荷载20t；该万向头性能稳定，通过20t卸扣与钢丝绳连接，能够实现快速安装及拆除。
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3.3 钢丝绳索具选择
为保证哈芬万向扣在最佳状态下的使用，A块、B块钢丝绳与吊钉延长线夹角不大于30度，C块钢丝绳与吊钉延长线夹角不大于10度，D块、E块钢丝绳与吊钉延长线夹角不大于22.5度。结合构件重量及钢丝绳安全系数计算得钢丝绳各项参数及钢丝绳与吊钉延长线夹角参数如下表3：
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表3 钢丝绳参数汇总表
（1）底板构件A块37.6t，四根长度分别为4836mm、4829mm、4836mm、4829mm，如图7。
（2）底板构件B块39.5t，四根长度分别为3613mm、3592mm、5829mm、5816mm，如图8。
（3）侧墙构件C块31t，两根长度分别为4236mm、4226mm，如图9。
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（4）顶板D块48.3t，采用双钩起吊，钢丝绳长度均为4.5米，利用2台电葫芦起降调平构件，吊装时2台葫芦同步操作，保证构件底面平行。
（5）顶板E块54.3t，采用双钩起吊，钢丝绳长度均为4.5米，利用2台电葫芦起降调平构件，吊装时2台葫芦同步操作，保证构件底面平行。
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图11 D块索具长度计算图 单位：mm 图12 E块索具长度计算图 单位：mm
4 拼装锁定操作技术
4.1 拼装形式和拼装步序
4.1.1 拼装形式
预制装配式地铁车站采用错缝拼装容易造成底板A、B块构件不同步的问题，且测量工作量较大。采用通缝拼装形式较好的解决此类问题，且明显减少错台的出现。现场效果如图13所示。
4.1.2 拼装步序
长春地铁2号线西兴站拼装步序采用“不成环拼装”形式，底板、侧墙及顶板独立进行拼装互不干扰。基坑开挖完成即浇筑底板精平条带，连续进行底板块拼装，底板拼装完成8~10环即可拼装DPT55拼装平台进行侧墙及顶板的拼装。侧墙拼装可比顶板超前1~3块，整个过程形成了台阶式流水作业状态，拼装速度平均能达1环/天，最佳状态下可达2环/天。具体拼装形式操作如图14所示。
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图13 拼装形式现场效果图 图14 拼装步序效果图
4.1.3 拼装方法的三字方针及拼装步序
（1）三字方针
A/B/C块：1吊2推3落4紧5就位
D/E块：1吊2合3推4落5推6紧7就位
张拉锁定：先环缝、后纵缝
背后回填：逐层填、强度到、循环控
（2）拼装步序
步骤1：利用门吊安装8环A、B块，张拉、固定。在B块的设计位置安装轨道。
步骤2：利用门吊在轨道上组装DPT55拼装平台。
步骤3：利用龙门吊一个50t天车吊运第一环C块下落至底板B块上，拼装平台的上下共计4个液压顶通过螺栓承接C块。通过液压顶的微调适时定位及垂直度调节，然后进行纵向张拉锁定。
步骤4：重复步骤3，依次吊运、安装第二、第三、第四环C块。
步骤5：利用龙门吊50t+50t双车分块吊运第一环D块、E块，下落摆放到拼装平台顶板块拼装架上。
步骤6：利用顶板块拼装架对D块、E块进行对接拼装，对接后安装D块、E块之间的上下各2根精轧螺纹钢筋并张拉锁定。
步骤7：锁定横移系统，纵向移动顶板块拼装架与侧墙C块顶部相对应，顶板块拼装架整体降落，成环D块、E块对位落放于第一组C块上，后进行首环顶板块与固定端的固定，就位后采用精轧螺纹钢连接C块与顶板块。
步骤8：重复步骤6~步骤9，吊运、安装第二组D、E块。
步骤9：门吊继续拼装A、B块。铺设轨道，整机前进，到达下一个拼装站位。继续循环安装其它构件。
4.2 拼装定位
（1）底板A块、B块拼装：首先采用全站仪将底板块中线放样在中间精平条带上，并弹设墨线，底板A块标注中心线，依靠龙门吊吊运A块进行下落就位，离地3~5cm人工辅助将A块中心线与墨线对齐，后续A块仅需考虑与上环A块之间的榫槽对接及整体构件中线对齐；对称拼装B块，既要考虑B与A之间的环向榫槽对接，也要考虑B与B之间的纵向榫槽对接，保证各面平齐。安装完成一环后及时采用全站仪进行复核，保证左右端里程无偏差。
（2）侧墙C块拼装：龙门吊直接运输侧墙C块至侧墙B块上方，进行基本落定就位，采用拼装平台大纵梁外侧4个油缸对C块进行固定及微调，从而保证C块位置及垂直度满足要求。如图16所示。
（3）顶板D块、E块拼装：分块采用龙门吊吊运至DPT55拼装平台顶部拼装架上，拼装架上层平台设置钢挡板进行初步定位，D块、E块依着“靠板”放下，如图17所示；第一层支架8支油缸分别调整整体顶部拼装架高度及整体纵向移动，如图18所示；第二层工作台设置横向油缸，负责将D、E块横向合拢，如图19所示；第三层梁由纵移组件和纵移油缸组成纵移系统，顶部支撑和顶升油缸组成顶升系统，如图20所示。
从而使D块与E块在拼装时拥有6个自由度，刚度控制在1/1000以内，通过有限元计算最大变形量1.7mm，能够保证DE块及DE块与C块的精确对位。
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5 结语
本文以长春地铁2号线西兴站装配式车站施工为例进行了具体分析，对装配式地铁车站超大预制构件精准吊运与拼装锁定控制技术进行了详细总结。目前超大预制构件精准吊运与拼装锁定控制技术已成功应用于长春地铁2号线项目，对同类工程的施工具有一定的指导意义。
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