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鄭州東站站房鋼結構施工技術

作者：任長林
時間：2012-11-14 10:02:24 [收藏]

　國家重點工程、全國最大的綜合性交通樞紐之一鄭州東站是京廣客專在全國鐵路網(wǎng)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位，是國家新規(guī)劃的京廣、徐蘭兩條鐵路客運專線的十字交會樞紐，是一個以高速鐵路為核心，集城市地鐵、城際鐵路
關鍵詞：

　國家重點工程、全國最大的綜合性交通樞紐之一鄭州東站是京廣客專在全國鐵路網(wǎng)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位，是國家新規(guī)劃的京廣、徐蘭兩條鐵路客運專線的十字交會樞紐，是一個以高速鐵路為核心，集城市地鐵、城際鐵路、公路客運、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，上海寶冶集團有限公司承接了鄭州東站東區(qū)站房(P～X軸)鋼結構以及雨棚南北(c～v)全部鋼結構工程。
　　
　　鄭州東站站房鋼結構工程已成功封頂，其站房鋼結構工程涉及的結構形式比較復雜，有78米大跨度，有高低跨的對接，有17米長的懸挑結構，也有玻璃結構以及石材幕墻結構等。其構件形式也十分多樣，有矩形鋼柱、圓管鋼柱、實腹梁、巨型桁架、H型剛桁架、圓管桁架、鉸接斜撐、鑄鋼節(jié)點、正三角形桁架、倒三角形桁架、四邊形桁架等。其安裝最大特點是吊機不能在地面進行施工，整個安裝也不適合滑移技術的要求，因此本項目采用了主吊機高空作業(yè)，屋面桁架高空組裝的技術解決了本項目中的難點。此項目難度之大、影響之深遠，皆可為后續(xù)工程提供難能可貴的經(jīng)驗。
　　
　　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、站臺層和高架層(含高架夾層)，站房主體建筑外墻東西進深502.7米，南北面寬245.2米，站房主體最高點距離地面52.3米。32條火車軌道線從站臺層通過，站臺高度為10.15米。工程特點、難點有以下6點。
　　
　　第一，鋼管桁架的制作精度控制難。該工程屋蓋為管桁架結構，截面尺寸超大，支撐采取工廠散桿件加，預拼裝解體后運輸?shù)浆F(xiàn)場，由現(xiàn)場進行組裝。因此如何保證制作精度成為本工程的一大難點。
　　
　　第二，站臺層上部鋼結構的安裝難。站臺層上部鋼結構體量非常大，結構東西長186米(P～X軸)、北寬245米，站臺層不能直接走吊機，外部吊裝吊機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，保證結構不出現(xiàn)大的結構變形是本工程施工又一難點。
　　
　　第四，拼裝和構建堆放困難?，F(xiàn)場軌道層和鋼結構安裝同步進行，現(xiàn)場缺乏場地，構件拼裝和構件堆困難。
　　
　　第五，棧橋和坡道搭設難。由于吊機不能在地面層施工，吊機走位方向垂直軌道方向，因此需要為吊機設棧橋和坡道，棧橋搭設存在。
　　
　　第六，安裝組織困難。由于結構層數(shù)多，吊機不宜展開，土建等相關作業(yè)交叉嚴重，構件不能直接運到吊裝位置，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)場安裝施工的技術。站房鋼結構安裝分三個水平層次，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，結合現(xiàn)場實際情況，做以下幾個方面的準備。
　　
　　根據(jù)總包分工情況，以結構平面圖P軸為界p～X軸為東區(qū)，P～A軸為西區(qū)，兩個區(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線中心線為對稱軸，站臺層、高架層、商業(yè)夾層、屋面均以18、19線中心為對稱軸，高架層、商業(yè)夾層為框架結構，對吊裝順序沒有太多要求，各個方向均可以滿足吊裝，但18、19線地面層有已經(jīng)施工完成的結構部分，此部分不能承重，尤其是大吊機的荷載。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)字軸線標高一致，字母軸線桁架標高有起伏，屋面也以18、19線中心線為對稱軸，因此決定以垂直于對稱軸方向為主桁架，以平行于對稱軸的桁架為次桁架，這樣有利于屋面桁架的安裝。
　　
　　結合總包要求、結構組成形式、地鐵站上方不能走吊機等現(xiàn)實因素，主吊機的吊裝方向也是從P軸向X軸進行吊裝。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，因為本項目特殊要求，還需要考慮吊機自重、吊機外形、吊機爬坡能力。由于軌道層垂直與吊機行走路線，因此吊機必須在軌道層之上進行行走施工，因此吊機的作業(yè)面標高將高于10.15米。根據(jù)高架層鋼柱最重單件構件為48噸，作業(yè)半徑可以盡量小；最高屋面建筑物標高為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，構件起重量控制在20噸。再結合資源情況，300噸和250噸吊機均能滿足使用要求，其中300噸吊機使用效率會高些，性能的安全儲備會更好，雖然租憑價格會稍貴，但是也可以承受，不過300噸吊機對棧橋樁基、基礎、棧橋承載力會提出更高的要求，總的成本會增加很多，因此本項目最終選用的還是250噸履帶式起重機。
　　
　　由于吊機要從地面標高負1.5米標高行走到10.15米以上，因此需要吊機進行爬坡，根據(jù)各家吊機爬坡能力指數(shù)，均控制在15×17°之間。后來根據(jù)現(xiàn)場道路和場地條件，在8、9線和28、29線分別搭設棧橋，坡度控制在9°。
　　
　　之所以考慮吊機自重，是因為重量越大對下部要求越高，因此首先應選擇自重較輕的吊機，從多家吊機型號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。
　　
　　一個項目的成功關鍵看項目前期的組織策劃和技術準備，技術準備又是所有工作開展的基礎。一個好的技術方案不但有利于項目的實施，也能保證安全、質量，還能節(jié)約成本，減少現(xiàn)場施工的工作量。本項目之所以能順利實施，除了公司及各個部門的大力配合，也和前期做了大量技術準備及論證工作有關。（任長林）幕墻

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