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摘要：在推动经济发展进程中，建筑行业起到非常重要的作用，尤其是高铁站房项目。其中钢结构是相对常见的建筑结构之一。行业领域内钢产量显著增加，加上工程技术水平的提升，使得钢结构在工程建设中逐渐得到普及。组织钢结构施工，整体顶升技术是新型技术的一种，在工程质量、施工效率等多个方面均具有明显优势。在组织高铁站房项目施工过程中，关于整体顶升技术的应用还存在一些问题，本文以实际项目为例展开讨论。
关键词；高铁站房；钢结构；整体顶升技术；建筑行业
1.工程概况
新建鲁南高速铁路菏泽至曲阜段站房及相关工程QHZF-1标-巨野北站项目位于山东省菏泽市，总建筑面积20458.83m2，其中站站房建筑面积9990.83㎡，雨棚覆盖面积为10468㎡。候车厅屋顶采用钢网架结构。网架跨度为42m，基本柱跨为8.1m×8.4m；8.4m×10.0m；中间候车厅局部跨度18.0m；平面尺寸98m×42m，网架顶标高为20.337m，网架重181.82t。本网架采用正放四角锥螺栓球节点网架，上弦支承。抗震设防烈度为7度，基本地震加速度值为0.1g，网架结构抗震等级为二级。
本工程建筑耐火等级为二级，耐火极限1.5h。檩条耐火极限1.0h。钢结构部分的防火采用防火涂料工艺，防火涂料的选择及施工工艺要求，须根据本工程建筑要求的耐火等级按《钢结构防火涂料技术条件》（GB14907-2018）中的要求执行。
2.整体顶升技术原理
整体顶升技术与整体提升工艺的相似度比较高，是在高铁站房施工现场的地面拼装顶升结构，待拼装结束后通过千斤顶顶升结构，到达指定位置后开始卸载安装。该技术对比整体顶升工艺，两者安装千斤顶位置存在差别，以免顶升操作期间结构异常偏移，加强顶升结构稳定性。
3.高铁站房钢结构施工整体顶升技术的应用
3.1地面拼装
高铁站房钢结构顶升必须保证稳定，针对被顶升结构地面拼接施工作业进行有效控制。地面拼装是以所有不完整单元结构为对象，最终拼装成为整体，顶升过程待顶升结构的平稳与安全非常重要[2]。控制焊接应力、变形力，以免影响结构顶升效果，还可以保证拼装精度。实施地面拼装时，提前拆除、替换构件，结合实际情况调整施工现场增设方案，确定拼焊顺序后，分析起拱值是否合理。顶升点、顶升中心线之间不能有过大的垂直偏差，按照规范标准展开关键位置的探伤检测，给后期焊接施工打下基础。
3.2准备工作
按照顶升点在施工现场布置情况，整体顶升施工需要用到的顶升千斤顶、支撑架、液压泵站、钢绞线等提前检查、调试，下顶升点、千斤顶必须位于垂直轴线，缩小误差不超过10mm。机器设备调试在通电之后进行，通过给油、收油等一系列操作，了解运行状态。千斤顶的调试要先检查油缸上下锚具紧锚状态，将上锚打开开启主泵运转，伸缸接受指令后，若油缸停止运转，代表动作正常；缩缸接受指令之后如果停止代表正常。反复动作检查后油缸缩到底，同时上紧锚，经过检查没有失误便可终止泵站运行。
分析顶升支撑架、下顶升点受力与变形，现场所有顶升点必须及时组织加载试验，加载针对各个顶升点逐级加载，加载比例初次设置为20%，每次逐级顶升20%，直至加载至100%。在加载的同时分析受力、变形数据，经过评估判断数据是否符合设计范围要求，如果超出设计范围，应该及时分析问题原因。
3.3结构顶升
巨野北站网架顶升根据现场具体情况和钢结构的施工特点，选用DS1150-40-50系列50t液压顶升设备10组，作为网架整体顶升设备，满足安全系数。根据图纸及现场情况，采用地面拼装整体顶升的方法，安装工程超过90%的工作量在地面或接近地面的位置施工，特别是网架安装，不再使用其它动力机械，极大地降低了安全事故发生的概率，保证施工工作的顺利进行。
顶升至设计标高后进行周圈杆件散拼，采用站房内侧盘扣架作为顶部周圈网架散拼操作平台，选用现场现有（7020型）塔吊进行安装，塔吊70m大臂端部起重2t，满足散拼网架（最大重量0.5t）吊装重量要求。顶升系统由顶升支架、液压顶升千斤顶、顶升链接杆、液压泵站、PLC控制总台等组成，每台液压泵站只控制一台顶升千斤顶，PLC总控制台通过每台千斤顶上的位移传感器控制着该油路电磁阀的开通或关闭，通过泵站上的油压表读取该路的油压，从而换算出该路顶升力值，千斤顶安装在顶升支架的上部对角线交点上，通过顶升架、连接螺栓和销钉将千斤顶和顶升支架连接在一起，顶升支架的设计综合借用了网架和塔吊的设计理念，总组合高度根据顶升高度确定，标准节与标准节间的连接采用螺栓球连接，拆卸十分方便。
3.4对接与卸载
顶升系统这一环节完成后，可以实施顶升结构、支座之间的对接。要求对接过程中按照非顶升点支座、顶升点支座的顺序进行。构件的对接达到最大限度之后，实时检查对接质量、钢结构稳定性，确定不存在问题即可以着手卸载。注意卸载之前采用测量仪器，检测钢结构稳定性，竖直与水平方向的钢结构均不存在位移现象，这是开始卸载非常重要的条件。卸载时按照卸载工况模拟计算，得出的顶升反力结果按照从小到大顺序依次卸载。卸载操作遵循“中间向四周，中心对称”、“整体同步同比例下降”的基本原则，为了使钢网架卸载更加安全，以免个别支撑点出现集中受力现象，高铁站房施工现场采用“整体同步同比例下降”这一方法。卸载之前检查所有临时支撑点的坐标，采用测量复核、标高复核的方式。利用全站仪测量所有临时支撑点焊接球顶标高、位置，详细记录数据，为后期调整提供依据。
所有可选择的卸载方式当中，可以总结为同步卸载、多级循环卸载，对于高铁站房钢结构同步卸载，建议终态挠度要平均分配，所有支撑上部点支撑均匀降低，提高结构受力体系转换的稳定性，即便内力方式变化，也可以总结规律，避免因沉降不均导致结构内力发生突变，或者临时支撑上作用荷载异常增加破坏结构与支撑。采用同步卸载在操作过程中存在难度，钢结构支撑点在高铁站房施工现场的分布范围比较大，卸载装备选配也相对复杂，施工人员管理必须保证协调性、同步精度。若采用多级循环卸载，这是一种折中卸载方法，操作过程同样比较复杂，需要分割卸载空间，各个区域卸载要独立完成，无须考虑终态挠度，通过允许范围内的千斤顶位移下降千斤顶。因为下降不对称、不规律的特点，有可能会使总体内部力重分布缺乏均匀性。按照本次高铁站房项目的施工现场环境、钢结构形式，选择实现度最高的卸载方法，针对卸载全过程展开应变监测、应力监测、变形监测。
待主体结构的各项作业结束，要从原本的施工阶段过渡到实际使用阶段，加强内力重分布均匀性与内力变化可控性。
除了以往两种方法外，采用同比例位移卸载法也比较常用，但该方法不适合在特大型钢结构中使用。这一类结构支撑点数量较多，计算流程也相对复杂，各个环节千斤顶点需要下降位移均存在差异，施工人员无法保证完全按照位移卸载。组织卸载作业，通常会采用同位移卸载法，提前设定各个支撑杆卸载位移量，再按照要求实施卸载。这一卸载方式操作相对简单，也可以保证精度。
3.5拆除与模拟
顶升结构顶升往往需要临时支撑构件，这些临时支撑构件的顶升结构就位、卸载结束后，必须及时拆除。组织临时支撑构件拆除，结构边界可能会发生变化，结构内部内力在拆除支撑构件的同时也会发生改变。临时构件拆除完全之后，结构受力状态会快速恢复至设计阶段受力状态。此时施工人员对拆撑过程展开模拟、计算，采用生死单元法，在构件安装、拆除过程中选择添加、删除模拟单元，便可以模拟构件安装、拆除的过程，了解支撑构件拆除流程。
4.结束语
本文以新建鲁南高速铁路菏泽至曲阜段QHZF-1标站房项目为例，分析高铁站房钢结构整体顶升技术的应用，总结该技术应用的原理，立足于地面拼装、准备工作、结构顶升、对接与卸载、拆除与模拟五个环节，探讨整体顶升技术操作要点，总结高铁站房施工经验，旨在提高钢结构整体顶升施工水平。
参考文献：
[1]金明东.某钢箱梁桥整体顶升施工风险分析与控制[J].结构工程师，2020，36（03）：244-251.
[2] 贺勇.拱形网架整体顶升技术的研究的应用[J].门窗，2019（24）：292.