中铁一局市政环保工程公司
摘要:近年来,铁路货运发展迅速,货运站建设推进货运向现代物流转型升级发展,实现运输功能从传统钢材等为主向集装箱等为主转变,铁路运输管理向市场开放式物流转变。轻型钢结构仓库是货运物流仓储重要载体,具有施工效率高、封闭安全等特点。研究铁路快运仓库钢结构施工技术,对保证钢结构仓库施工质量具有重要意义。分析轻钢结构是铁路货场等建筑中的应用优势,结合中铁一局新建兰州铁路综合货场快运站台货物仓库钢结构施工,介绍轻钢结构施工工艺及处理措施。
关键词:铁路快运仓库;钢结构;施工技术
随着我国改革开放的深入,我国钢产量不断提高,1998年投产轧制H型钢系列,为钢结构创造良好物质技术基础。国家鼓励推广建筑业钢结构,由于钢结构抗震性能好等优点,在工业厂房仓库中大量采用轻钢结构。轻钢结构使用面积不断增加,以往铁路货场仓库通常采用钢混结构,具有自重大、造价高等缺点,铁路货场往往建在高填土上,由于填土层产生不均匀沉降造成裂缝。铁路货运仓库建筑选用轻钢结构具有重要意义,轻钢结构相比钢混结构等在使用功能,综合经济等方面具有优势,主要体现在能合理布置功能区间,施工方便,施工质量易保证,屋面维修量少等方面。研究铁路快运仓库钢结构施工技术具有现实意义。
1.铁路快运仓库钢结构概述
钢结构体系是装配建筑中的重要部分,具有工业化生产等优点,广泛应用在建筑行业领域。当前建筑结构突破传统形式,我国大型钢结构工程发展进入了机遇与挑战并存的历史新时期,现代建筑采用结构简洁的造型生产出许多建筑艺术精品【1】。钢结构工程是衡量国家建筑科技水平的重要指标,我国钢材年产量超1亿吨,工业发达国家在建筑行业基本建设用钢量占总产量的30%以上,目前我国钢结构在建筑行业中钢结构发展有很大的空间。
随着我国经济社会的发展,铁路交通建设事业蓬勃发展。铁路快运仓库建筑是货运中转运输载体,铁路快运仓库建筑工程质量影响铁路货运的发展。以往我国铁路货仓建筑大多采用钢混结构,钢混结构具有施工速度慢等缺点,不能保证工程质量。钢结构建筑具有工期短,施工安全易保证,符合产业化发展趋势等优点,在铁路货运仓库建设中得到广泛应用。利用钢材强度高的特点,设计可采用大跨度布置,创造开放式建筑【2】。铁路货运仓库需要大开间,跨度通常为15m,24m,36m等,传统结构由于材料性质限制空间布置自由,铁路集装箱尺寸通常为5.89m,12m,过大会造成板厚影响美观。钢结构建筑自重轻,轻钢结构仓库自重为砼结构的1/2,钢材具有较高强度,能抵抗变形带来的能量。
钢结构仓库由基础及围护墙等土建部分与钢结构部分组成,可以同时施工,钢结构构件制作可实行工厂化生产,施工机械化程度高。由于现场作业量小,货运仓库大多建在铁路线路边,大大缩短施工时间,钢结构相比砼结构工期缩短1/2。铁路货运仓库靠近铁路运营线,受行车干扰影响,受高填土产生不均匀沉降影响,大多构件采用现场预制,受吊装机械限制,造成施工难度大,安全工作量大等问题。钢结构构件重量轻,构件安装需要机械设备简单,构件可以工厂定点加工,避免施工长时间交叉作业,保证钢构件加工及施工的安全。
2.铁路仓库钢结构应用分析
我国钢结构在工程中应用逐步推广,钢结构是适合创新的铁路货运仓库结构体系,可随着使用功能要求不同,设计不通造型新型厂房,生产厂家能高质量完成,使建筑物美观经济。随着我国钢产量提高,轻钢结构推广应用为建设铁路仓库找到工期短的行径。轻钢与钢混结构相比具有重量轻,拆移方便等优点。钢结构仓库自重轻,总体用料减少,铁路货仓以往钢混结构基底处理技术费用较高,采用钢结构可节省大量模板降低成本。
铁路货运仓库面积大,屋面温差大,大多数仓库位置靠近铁路线路,行车对仓库振动影响大。传统结构屋面防水采用柔性防水,渗水是铁路仓库的通病,每年投入大量人力物力,钢结构面板采用0.4-1.0mm压型彩钢板,不受温变等影响,可节约大量维修费用。由于钢架结构耐火性能差,需重视钢结构防火问题。通常钢梁采用涂刷防火涂料满足要求。利用金属屋面作接闪器,钢柱基础钢筋作地极【3】。建筑物构建连接不得有绝缘,有不少于2根8mm钢筋作跨接。
钢结构工程施工质量问题随外界变化不断发展,钢结构工程施工特点引起工程质量问题具有复杂性特点。表现为引发因素众多,质量问题处理增加了复杂性。
钢结构工程项目施工出现质量问题需进行返工,引起安装成型的建筑物倒塌,我国现代建筑以混凝土结构为主,建筑施工技术人员对钢结构制作施工技术较生疏,导致工程事故频发。应重视提升施工技术人员的专业素质。一些低资质钢结构企业忽略技术管理对项目施工计划的指导,导致钢结构工程存在质量安全隐患。
3.铁路货仓钢结构施工技术
中铁一局新建兰州铁路综合货场快运站台货物仓库,采用门式钢架结构,钢架梁为焊接H型钢梁,主檩条采用H250*150*3.2*4.5mm,次檩条采用C200*70*20*2mm,建筑面积28397.06m²,设计使用年限为50年,本建筑分3栋,设9个防火分区,本工程屋面及墙面均为夹芯板,钢结构屋面为轻型屋面门式钢架结构,跨度35.4m,柱距9m。快运仓库位于快运作业区内,钢结构总重量为2137t。根据工程特点,钢构件在钢结构加工厂集中制作,现场安装以是防火分区为界划分施工段,确保计划工期实现。
铁路货仓钢结构施工流程为原材料检验→构件制作质量检验→钢柱安装→斜梁地面组拼→安装螺栓固定→高强度螺栓紧固→安装檩条拉杆。关键施工技术包括H型钢安装,安装测量与校正,起重机械选择等。H型钢制作按平板、组装等工序施工,下料前把弯曲钢板用机械设备校正,用H型钢组对机组装,焊后H型钢采用矫正机校正。为减小产生焊接变形,焊接前清理H型钢腹板双面坡口表面氧化皮;根据焊接工艺实验结果,采用合理焊接顺序。焊接腹板与下翼板相交坡口,再焊接相邻坡口。预埋地脚螺栓应注意保证位置准确,露出丝扣不污染。在钢板上钻螺栓孔,浇筑砼前地脚螺栓与独立基础钢筋焊接成笼。
安装地脚螺栓后,利用钢柱底板下螺母调整钢柱标高,螺栓固定后用塑料薄膜保护好。钢柱安装前,在钢柱柱身面标出中心线,起重机不脱钩下落钢柱,柱底板螺栓与预埋螺栓有偏差,设计考虑范围内调整不打我诶,上面压盖板用电焊固定。钢柱纵横十字线延长线上架设经纬仪,调整钢柱底板下调整螺母校正钢柱垂直度,松开缆风绳不受理,调整后拧紧螺母。35.4m跨度门式钢架斜梁重为1.1t,吊装顶标高为11.5m,本工程主桁架拟采用单榀桁架双机抬吊的方法整体吊装,吊装方向为由27轴线至1轴线,吊机选用浦沅QY25(PY5311JQY25)汽车吊,吊装工况选用主臂长度20.75m,吊臂回转半径8m,可吊重5.6吨位,可以满足吊装要求。次构件选用25吨汽车吊主臂长度按23.5m,吊臂回转半径8m,允许吊重5吨,可以满足吊装要求。
钢柱采取1点绑扎,利用起重机递送法吊装就位,利用水准仪校正钢柱轴线。钢斜梁在地面组装后,起吊采用1点绑扎,在斜钢梁两端设溜绳控制平稳上升就位。从端部有柱间支撑位置安装,利用缆风绳固定后落钩吊装第二榀斜钢梁。屋脊处安装檩条。钢构件安装注意绑扎方法正确,吊点处应有高空作业使用工具,材料禁止顺便放置。确保安全扣卸扣。钢柱与钢梁连接为高强度螺栓连接,安装在结构构件中心位置调整符合要求,安装螺栓后进行初拧,扭矩值为终拧的50%。每节点螺栓群终拧顺序为中间向两端紧固。
钢结构防腐注意做好表面除锈工作,喷涂顺序为先上后下,先左后右,保持图层厚度均匀。油漆按设计要求配套使用,保证图层厚度达到设计要求。表面处理是防腐关键工序,是工程质量控制点。采用机械自动喷丸除锈,用毛刷等工具清扫干净后进行下道工序。涂底漆前返锈需重新除锈。工程耐火等级为二级,钢梁耐火极限≥2h,使用某厂生产厚型防护涂料,配上自动调压空压机施工。每次喷涂厚度控制在5mm内,随时用探针检查喷涂厚度,对脱落处彻底清除干净。
结语
中铁一局新建兰州铁路综合货场快运仓库钢结构工程按计划完成,钢结构分项工程质量验收得到业主监理好评。目前钢结构工程应用广泛,因其特点不同于传统砼结构,钢结构工程施工要加强各环节施工技术控制,施工企业技术水平影响钢结构工程质量。铁路货运仓库建筑采用钢结构施工具有良好经济效益。
参考文献:
[1]叶俊豪.铁路货运轻钢仓库屋面防水施工探讨[J].建材与装饰,2020(08):10-11.
[2]郭鸿儒.某铁路国际货场快运仓库钢结构施工技术[J].低温建筑技术,2012,34(01):46-47.
[3]钱勇.轻钢结构在铁路货场仓库、雨篷建筑中的应用[J].铁道建筑,2004(04):61-62.