铁路站房钢网架吊装施工技术及质量控制

发表时间:2021/2/24   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:孟军伟
[导读] 摘要:随着科技的进步和建设水平的提高,铁路站房的施工技术也在逐步创新,功能也在逐步细化,在城市交通中发挥着重要的作用。
        单位:中铁建设集团西南分公司  四川省成都市  610051
        摘要:随着科技的进步和建设水平的提高,铁路站房的施工技术也在逐步创新,功能也在逐步细化,在城市交通中发挥着重要的作用。目前,铁路站房已成为许多城市的地标性建筑。另外,钢结构因其韧性好、抗震性能高、工业化生产程度高、施工周期短、节能环保、运输方便、施工速度快、材料回收率100%等优点,在实际施工中得到了广泛的应用。
        关键词:铁路站房;网架吊装;施工技术;质量控制
        铁路交通在我国社会发展中起着重要的作用,各种铁路工艺技术在不断完善,站房的特点、功能及建筑形式也在不断改变。而钢网架结构是铁路工程的重要组成部分,其站房面积比传统站房工程大得多,对施工质量的要求往也相对较高,施工技术较为复杂,一旦施工不当,极易出现施工质量问题。因此,分析站房钢网架结构吊装的施工技术和质量控制有着重要的意义。本文探讨了铁路站房钢网架吊装的施工技术及质量控制。
        一、钢网架结构简介
        由多根杆件按一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。构成钢网架的基本单元有三角锥、三棱体,、正方体、截头四角锥等,由这些基本单元可组合成平面形状的三边形、四边形、六边形、圆形或其他任何形体。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱钢网架结构距车间等建筑的屋盖。其可分为双层的板型网架结构、单层和双层的壳型网架结构。其中,板型网架和双层壳型网架的杆件分为上弦杆、网架下弦杆和腹杆,主要承受拉力和压力;单层壳型网架的杆件,除承受拉力和压力外,还承受弯矩及切力。目前,我国的网架结构大部分采用板型网架结构。
        二、工程概述
        某铁路工程为网架工程,采用螺栓球节点,正交正放四角锥网架,支承方式为周边上弦支撑,局部下弦支撑。工程网架结构安全等级为一级,结构重要性系数为1.1。网架荷载标准值(不含网架自重)为,0.60KN/㎡上弦活荷载:0.50 KN/㎡基本风压:0.50 KN/㎡基本雪压:0.45KN/㎡马道活载:1kN/m。所采用材料应符合设计要求。杆件:选用GB700中的Q345C钢;高强螺栓:选用GB3077的40Cr;螺栓球:45号钢,焊接球:Q345C封板锥头:Q345C钢锻件,钢管直径≥75mm时采用锥头,连接焊缝及锥头的任一截面都需与连接的钢管等强度,厚度应符合变形和强度的要求,并附试验报告;Q235(<M33)和45号钢(>M30)锻件GB/T700中镇静钢(B级)的规定。材质符合《优质碳素结构钢技术条件》GB/T699中45号钢的规定。
        三、工程特点及方案确定
        1、工程特点。现场交叉施工单位较多,及场地狭小制约大型设备进场,任务紧、工作量大、杆件重及数量多、系高空作业、作业危险性高是施工特点。
        2、施工方案确定。工程前方为站前高架车道,后方为火车站台,不具备大型吊装设备的使用条件,使用整体提升方案;现场交叉施工单位较多,搭设满堂红脚手架铺设滑移平台,影响其他单位施工,高空滑移和高空平台散装方案也不适宜本工程。通过多次对站房内进站大厅净尺寸复核及站房8m层楼面进行承载力验算,决定采用整体吊装和高空散装相结合的施工方案,即“中间弧顶基本跨网架整体安装,临时支撑固定后+基本跨中间安装起步单体两侧四组同时安装”的施工方法。
        四、铁路站房钢网架吊装施工要点
        为保证钢网架安装施工质量,在钢网架安装前,需结合工程实际情况,对网架支座进行详细检验,保证网架的轴线、标高等达到设计要求。
        1、吊装设备选择。基本跨网架尺寸55.3m(长)×8m(宽)×3.5m(高),安装标高+25.6m,重量92.8t。经与专业吊装公司现场查看,考虑吊车就位、吊装半径等综合因素,最终确定采用300吨汽车起重机,回转半径控制在4m内,臂杆控制在30.5m内,满足吊装条件。
        2、站房8m层吊装机械选定及楼层承载力验算。散装网架椎体重量约1.8吨,安装标高+18.6m~+25.6m,经与专业吊装公司咨询,鲁星4吨汽车起重机重量最轻,吊装参数满足施工需要,鲁星4吨汽车起重机自重3.9吨,外形尺寸6.5m(长)×2.05m(宽)×2.25m(高)。
        为确保施工安全,现对8m层楼板承载力进行验算,鲁星4吨汽车起重机总的轮压力(包含吊车自重和货物重量)约6吨,因此每个轮压力为1.5吨,考虑到吊车在运输中产生的动荷载,故将荷载放大2倍,每个轮压按3吨考虑,即30kN。荷载分布范围按500mm×500mm考虑。计算参考按《混凝土结构设计规范》GB50010进行。此外,由于荷载远小于楼板的承载能力,因而选定鲁星4吨汽车起重机为施工机械,回转半径控制在4m内,臂杆控制在14.25m内。
        3、铁路站房钢网架吊装施工
        1)施工工艺流程。中间基本跨网架拼装完成后,通过吊车合理调整每个网架的具体位置,4个支座固定好,并合理架设临时支撑体系,再由基本跨中间部位向两侧拼接,两侧4部汽车起重机(2部4吨在8米层地面,2部25吨在进站大厅地面)同步进行高空散装椎体施工,一个作业点安排5名施工人员在球节点位置,待网架椎体吊装至安装位置,由施工人员将杆件对准相应螺栓球,用管钳将杆件安装拧紧到位,并将套筒上的定位螺栓锁定,松开吊带,进行下一单元的椎体安装,直至网架结束。
        2)网架单元拼装。网架单元拼装也是钢筋结构网架吊装的主要内容,但此环节施工难度较大,为保证施工质量,降低施工难度,需按以下顺序进行拼装:下弦杆、下弦球——腹杆——上弦杆、上弦球。网架单元拼装顺序如图1所示。
        图1
 
        图1中1~8分别代表网架单元拼装的具体顺序,为保证施工质量,降低拼装难度,必须严格按其顺序进行拼装。网架安装中时刻检测网架质量,检查上下弦网格的尺寸及对角线,核查网架纵横向的长度、网格的矢高。在各临时支点未拆除前尚可进行调整。网架拼装前后拼接示意图如图2所示。
        图2
 
        图2中实线杆件为已拼好的单元锥,虚线杆件为即将拼装的单元锥,拼装好两个正四角锥后拼装第一根上弦杆,四个正四角锥拼装完成后上弦杆件及上弦球连接,依次拼装下弦杆——腹杆——上弦杆,完成六个网架单元锥,在拼装过程中要不断检查网架单元的尺寸及挠度。
        3)铁路站房钢网架吊装施工。在8m层采用3吨叉车运输杆件,进行弧顶基本跨网架及后续椎体的组装,通过1台300吨汽车起重机在站房大厅地面对其进行吊装,在基本跨网架固定后及时做好临时支撑。从基本跨中间向两端拼接,两侧4部汽车起重机(2部4吨在8米层地面,2部25吨在进站大厅地面)同步进行高空散装椎体施工,直至网架结束。
        五、安全技术措施
        1、吊装工作开始前,应对吊装起重设备及所用索具、吊环、夹具、卡具等的规格、技术性能进行仔细、全面的检查或试验,合格后方可吊装。
        2、多机抬吊构件时,要根据起重机的起重能力进行合理的负荷分配(每一台起重机的负荷量不宜超过其安全负荷的85%),操作时,必须在统一指挥下,动作协调,同时升降和移动,并使两台起重机的吊钩基本保持垂直状态,以免一台起重机失重,而使另一台起重机超载。
        3、施工中,应严格按照审定的方案作业,随时掌握进度与质量,监督施工人员执行各项安全规定,消除不安全因素。
        4、汽车起重机作业有专人指挥,作业严格执行“十不吊”原则,统一号令遵守汽车起重机作业规程。
        5、汽车起重机吊装作业时,必须在吊装区域内拉起警戒线,以防非作业人员进入作业区域。
        六、铁路站房钢网架吊装质量控制措施
        1、小单元拼装是铁路站房钢网架吊装的关键,其吊装质量对后续施工有很大影响,因此,在小单元结构拼装中,必须保证拼装精度,保证误差低于允许范围。
        2、网架安装时要严格遵循边安装,边检测的原则,因在网架安装时会发生误差累积,若其中一个环节存在误差,则会不断累积,最终影响总体施工质量。
        3、网架散装完成一个轴线后需及时调整网架整体的挠度,通过对上下弦尺寸的调整来控制挠度值,以确保满足规范要求。
        参考文献:
        [1]田志革.站房钢网架工程施工技术[J].施工技术,2015(04).
        [2]靖树华.铁路站房钢网架吊装施工技术及质量控制[J].延安职业技术学院学报,2020(01).
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