虹橋動車所四線檢查庫大跨度鋼結構施工及管理

韓 芳

(滬杭鐵路客運專線股份有限公司，上海 200237)

1 虹橋動車所四線檢查庫工程簡述

本工程為新建上海至杭州高速鐵路工程虹橋動車庫專用廠房，屬于大型鐵路動車組檢修廠房，主廠房為鋼結構，建筑高度為12 m，鋼結構面積約16 258 m2，高度達11 m，最大桁架跨度達33.5 m。

項目性質:單層鋼架，主體結構采用H型鋼柱、鋼梁鋼柱、鋼桁架、彩鋼板屋面。主體結構耐火等級為二級。項目的火災危險性為丙類廠房，抗震設防6度，結構安全等級為二級，設計使用年限為50年。

柱間支撐采用鋼圓管。屋面主結構采用焊接H鋼梁，水平支撐均為鋼圓管。

2 工程特點、難點及應對措施

2.1 工期緊、施工難度大

現場施工工期要求在60 d內完成鋼結構部分安裝，而且根據現場的實際情況，場地條件受當地地質影響，現場吊裝的條件不好，整個過程需要采用履帶吊機，施工難度較大，因此本工程的工期尤為緊張。解決策略:

(1)在選擇安裝方案時選擇風險小，多個施工面可同時施工的施工方法;

(2)與工廠緊密聯系，結合多面施工的原則，合理的安排好材料進場計劃;

(3)在進場前盡量按照現場實際情況的需要將施工方案考慮得周到詳盡。

2.2 構件超長、運輸難、進場難

運輸工程:由于路途遠，而且構件大，運輸成為本工程開始前的一大難題。如何能在有效的時間完成如此龐大的運輸任務成為重中之重。

現場道路:現場的材料進場條件不理想，施工場地與主要公路距離較遠，并且當地多為沙土，土質松軟，車輛容易發生陷入。

解決策略:

(1)針對格構柱超長運輸難問題，構件在設計深化初期階段就結合現場的實際情況進行合理節點分段，滿足構件分段的規范要求，盡可能地避開牛腿及受力面的分割，滿足運輸要求。

(2)具體分析主結構特點，合理分批進行構件及次構件的現場組拼裝。

2.3 現場焊接量大、質量要求高

本工程H型鋼柱、桁架系統均需現場組拼焊接，對焊接施工工藝要求高，施工工期緊，如何保證焊接質量，又滿足工期要求是本工程需著重考慮的問題。

解決策略:

嚴格按焊接作業方案和焊接工藝指導書的操作程序進行焊接施工的管理，投入具備成熟施工經驗的焊裝施工隊伍進行現場作業。為滿足工期要求，可針對焊接量大小適當增加電焊工平鋪施工，提高效率。

3 鋼結構安裝實施方案及技術措施

3.1 鋼結構安裝工藝及質量控制程序(圖1)

3.2 鋼結構施工機械選擇及區域劃分布置方案

根據工程實際情況，以施工圖為依據，針對工程圖紙及現場作了細致分析，制定出符合本工程特點具有針對性的現場施工實施方案。

3.2.1 施工機械選定

2臺25 t起重機進行鋼柱、桁架吊裝;1臺16 t汽車吊配合吊裝鋼柱，次構件及現場構件預拼裝。

3.2.2 施工區劃分

1-18/B-C軸為第一施工區，18-40(40-53軸)/B-C軸為第二施工區(圖2)。

3.3 鋼結構現場施工準備

3.3.1 軸線的交接及復測

(1)建設單位、設計單位、監理單位、施工單位一起對提供的定位軸線進行交接驗線，做好記錄，對定位軸線進行標記，并做好保護。

圖1 四線檢查庫大跨度鋼結構安裝工藝流程及質量控制程序

圖2 施工區劃分

(2)對提供的水準點(二級以上)，用水準儀進行閉合測量，并將水準點測設到附近建筑物不易損壞的地方，也可測設到建筑物內部，但要保持視線暢通，同時應加以保護。

(3)復測完成后，測放鋼柱的軸線位置與高程。

3.3.2 鋼結構臨時堆場及周邊場地硬化和排水

施工現場的構件臨時堆場設在總包指定的位置，在地面上鋪設木方，減少鋼構件堆放時產生變形。構件堆放時注意排水方向，不要妨礙地面排水。

3.3.3 構件進場驗收

鋼構件、材料驗收的主要目的是清點構件的數量并將可能存在缺陷的構件在地面進行處理，使得存在質量問題的構件不進入安裝流程。

3.4 鋼結構現場拼裝

根據工程結構情況和鋼結構現場吊裝的要求，結合構件運輸的實際情況，為保證構件的質量和滿足施工工期要求，在滿足運輸和吊裝的條件下，確定合適的拼裝方案格外重要。根據工程結構的特殊性以及現場的具體施工條件并結合其他類似大型鋼結構的實際施工經驗，先吊裝下節柱，待校正檢測合格后，再進行上節柱的吊裝。

3.5 鋼結構安裝細述

3.5.1 鋼結構安裝原則

在實際施工中以每2跨為一個施工單位同步安裝，主結構與次結構在進度安排上有一定搭接，以提高施工速度，確保計劃按進度工期順利完工。

3.5.2 鋼柱吊裝注意事項

(1)放線 鋼柱在吊裝前應在構件表面標出安裝用控制線作為校正的依據。

(2)鋼柱吊升 根據現場的H型鋼柱高度及噸位，采用汽車吊進行施工，起升時以避免柱腳端安裝過程中因地面摩擦及滑移而造成的構件破壞。

(3)鋼柱就位 柱腳螺栓孔插入預留螺栓后，進行對位和垂直度初校。鋼柱對位位移誤差不能超過規范規定的5 mm。在對拉過程中，利用起重機的起落吊臂、轉向、起落吊鉤、走車等動作，對鋼柱進行初校正。鋼柱校正后，即可進行高強度螺栓初擰。

(4)鋼柱校正 鋼柱的校正包括平面位置校正和垂直度校正。校正程序為:先校正平面位置，后校正垂直度。鋼柱偏差采用經緯儀觀測控制。

(5)鋼柱固定 每校正好1根鋼柱應與前根柱用連系梁、柱間支撐、交叉撐等及時連接并用高強度螺栓擰緊固定。

(6)施工測量

校正前先檢查柱腳的軸線，使其達到規范的要求，再檢查高程，鋼柱的高程用螺帽控制，螺帽應設置在靠近地腳螺栓的柱腳底板加勁板或柱肢下。

鋼柱經過初校，垂直度偏差控制在20 mm以內方可使起重機脫鉤，鋼柱的垂直度用經緯儀進行校正，上測點設在柱頂，經緯儀的架設位置應使其望遠鏡視線與觀測面盡量垂直(夾角大于75°)，鋼柱如有偏差，用兩個撐桿校正。在校正過程中，隨時觀察柱底部和高程控制塊之間是否脫空，以防校正過程中造成水平高程的誤差，同時檢查軸線，防止鋼柱位移，鋼柱復校合格后，方可終擰緊固螺栓。

(7)縱橫十字線的校正

鋼柱安裝完后，及時將柱間支撐安裝好形成排架，首先用經緯儀在鋼柱縱向側端部從柱基控制軸線引到牛腿頂部，定出軸線距離行車梁中心線的距離，在吊車頂面中心線拉一通長鋼絲，逐根將行車梁端部調整到位，用千斤頂或手拉葫蘆進行軸線位移。

3.5.3 鋼屋架的吊裝

鋼屋架現場采用分跨整體吊裝法。本工程結構單跨長度達33.5 m，根據單跨鋼架節點布置形式，宜采用整體吊裝法施工，大跨度屋架采取構件地面整體拼裝成型的方式，由1臺25 t汽車吊進行安裝。

在施工時，先在地面將構件用螺栓整體連接，拼裝完成后在整榀屋架兩端水平受力點用鋼絲繩設二點綁扎，綁扎點應用軟材料墊至其中，以防鋼構件受損;然后用1臺25 t汽車吊保持同步緩緩提升構件。先將屋架吊離地面50 cm左右，螺栓連接點與固定點基本保持垂直狀態，待屋架懸空穩定后起重機徐徐升鉤，控制屋架兩端點基本對準立柱連接面，對準后安裝工即可將螺栓穿入孔內，初擰作臨時固定，同時進行垂直度校正和最后固定。屋架垂直度用掛線錘檢查，第一榀屋架應與抗風柱相連接并用4根溜繩從兩邊將屋架拉牢，以后各榀屋架可用4根校正器作臨時固定和校正。屋架經校正后，即可安裝各類支撐及檁條等，并終擰螺栓作最后固定。

3.5.4 鋼桁架的吊裝

桁架現場吊裝采用雙機抬吊。桁架吊裝定位測量方法如下。

(1)現場平面主軸線的測設

因本工程工作面復雜，吊裝以前，先根據建設單位提供的測量控制點，采用內控法在場內定位基準軸線，再以此定位基準軸線引出第二根軸線，進行誤差矯正，并使得兩軸線嚴格保持垂直。軸線方向測量定位完成后，精密丈量距離，以確定縱橫軸線各端點位置，并進行誤差矯正。

(2)建立平面軸線網

主軸線測設完成后，再對矩形網按鋼柱的軸線間距進行加密。加密的精度按Ⅰ級標準要求執行。

(3)高程的引測

根據業主單位提供的高程水準控制點(國家Ⅱ級水準點以上)，采用閉合回路法引測到施工作業面安裝高度上，測設在標樁上，以此高程作為高程控制基準點。

(4)鋼桁架段的定位測量

根據傳遞上來的投測點，利用全站儀進行高空平面控制網放線，將軸線投放到桁架構件的每根弦桿的連接節點上。

將每一分跨桁架段吊至相應的定位支座上，用水平儀測量水平度和高程，以桁架上弦和下弦的中心作為高程控制點，同時用鋼楔子和千斤頂調整，使其水平度和高程達到圖紙和規范的要求，然后進行焊接。

(5)鋼柱豎向角度的調整及測量

在鋼柱的縱橫十字線的延長線上或稍偏的位置架設經緯儀，進行垂直度測量，經緯儀與縱橫十字線的夾角應小于15°。先將鋼柱上的螺母適當松開，采用鋼鍥或松緊纜風繩進行校正，校正完畢后，松開纜風繩不受力，再進行復校調整，調整后將螺母擰緊。

(6)測量精度的保證

現場使用的所有測量儀器必須進行檢驗校正，確保儀器在有效期內使用，做到施工中所使用的儀器精度要求符合測量要求。

各控制點分布均勻，并定期進行復測，確保控制點的精度。

3.5.5 次要鋼構件(檁條)安裝

本工程的屋面檁條采用高頻H型鋼，用16 t吊機進行吊裝。

安裝時在地面分配2個工人進行檁條綁扎，在屋面上分配2個安裝人員，當檁條接近屋架時幫助把檁條提起并安裝在檁條托架上，并穿好螺絲。

3.6 關鍵工藝控制

在本工程中，吊裝、測量、焊接、高強度螺栓連接是保證鋼結構安裝工程質量的關鍵工藝，在施工時采取以下技術措施。

(1)吊裝:施工流程和技術路線制定與控制;施工機械、設備、材料和索具的選用與控制(特別是超載、關鍵索具對結構影響);施工環境和施工條件的控制。

(2)測量:測量和校正方法及儀器的控制;基礎的軸線、高程、地腳螺栓、預埋件等的復核;標準尺的控制、測量和校正的施工環境和施工條件控制;吊裝構件的軸線、高程和垂直度的校正和控制。

(3)焊接:鋼材質保書驗證;鋼材的材料復試;焊接工藝評定和焊接工藝的驗證;焊接用材料按規定的烘培和保溫控制;焊接施工環境和施工條件控制(施工環境:安全操作設施，防風和防雨措施等;施工條件:鋼材預熱、焊接檢查、焊接順序等)。

(4)高強度螺栓連接:高強度螺栓連接施工方法制定和控制、高強度螺栓連接進貨檢驗與控制、軸力和扭矩系數抽樣試驗、滑動系數試驗、摩擦面處理與控制、安裝和緊固方法與順序控制、施工環境和施工條件的控制。

4 施工現場環保標準化管理

本工程的施工現場離居民區較近，為了保護和改善生活環境與生態環境，防止由于建筑施工造成的作業污染和擾民，保障建筑工地附近居民和施工人員的身體健康，制定一系列具體、切實可行的管理制度和技術措施來做好建筑施工現場的環境保護工作。

4.1 周邊地下管線及建筑物、綠化帶保護措施

(1)開工前詳細了解地下管線的布置情況，了解附近建筑物的結構特點。現場布置盡可能避開地下管線位置，遠離綠化帶。

(2)在施工過程中應針對存在的管線采取保護措施，盡可能地避免直接破壞。

(3)本工程采用的吊裝機械均為大型起重設備，承載能力強，架空管線前先將管線周圍的土挖空，在其上設置支撐架，支撐架的擱置點要可靠牢固，能防止過大位移與沉降，并便于調整位置;同時做好明顯的防碾壓標志。當臨近無法設置較穩定的支撐架時，可在管線位置開溝后在溝頂擱置支撐梁，直接將管線懸掛在支撐梁上，此時，支撐梁也有可能隨槽邊土體一并發生位移或沉降，因此應經常及時對管線位置調整復位。

(4)詳細調查施工場地區域內及周邊的地上設施等的情況，根據調查的情況設置明顯的隔離標志，特別對具有敏感性的設施，預留安全距離，設置隔離帶，并對路邊電線、通訊線，用木桿、竹笆片等絕緣材料進行遮擋、封閉，設立明顯標志，保證用電設備安全。

(5)加強對施工人員的思想教育工作，注意社會公德，保護公物，不損壞公物。

(6)車輛進出注意行駛方向和速度，做到安全文明行車，嚴禁沖撞碾壓綠化帶現象。車輛載重應按規定，嚴禁超載，以免破壞地下管線。

4.2 防止大氣、噪聲、固體廢棄物污染

(1)施工產生的建筑垃圾，采用臨時專用垃圾坑及專用容器裝運，防止隨意拋撒垃圾。施工垃圾及時清運，做到當天的垃圾當天清運，并適量灑水，減少揚塵。

(2)施工現場的強噪聲機械如砂輪機、空壓機等，施工時均放在封閉的機械棚內或白天施工，房屋內設隔音板，使其與外界隔離，最大限度地降低其噪聲，且把其作業時間嚴格限制在7:00～12:00和14:00～22:00，不影響工人與居民的休息時間。

上海虹橋動車所四線檢查庫鋼結構工程雖然在工程體量上不算特大工程，但是其工期短并且涉及的具體分項施工工藝非常細致，分別包括了鋼桁架的地面運輸、拼裝、整榀吊裝，地面與高空焊接，高強螺栓施工等諸多施工工藝及措施，不但體現了選擇施工工藝的針對性，也為以后動車所檢修庫的施工及管理積累了經驗，切實做到項目施工的合理經濟，做到了經濟效益與社會效益的雙贏。

［1］中華人民共和國建設部.GB50300—2001 建筑工程施工質量驗收安裝統一標準［S］.北京:中國建筑工業出版社，2001.

［2］中華人民共和國建設部.GB50205—2001 鋼結構工程質量驗收規范［S］.北京:中國計劃出版社，2001.

［3］中國有色金屬工業總公司.GB50026—93 工程測量規范［S］.北京:中國計劃出版社，1993.

［4］中華人民共和國建設部.GB/T50326—2001 建設工程項目管理規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2001.

［5］余 洋，李紅飆.不同結構體系在軌道交通車輛基地中的應用［J］.鐵道標準設計，2010(5).

［6］天津建工集團總公司.JGJ59—99 建筑施工安全檢查標準［S］.北京:中國建筑工業出版社，1999.