鐵路客站大雨棚臨時(shí)支撐拆除施工技術(shù)

劉建強(qiáng) 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部

1 項(xiàng)目概況

在常州站第一階段施工時(shí)，考慮到局部大雨棚2/3站臺(tái)鋼柱因基礎(chǔ)位置受（Ⅰ）道影響無(wú)法安裝正式鋼柱，分別在2/3站臺(tái)和基本站臺(tái)架設(shè)臨時(shí)支撐架，支撐第一階段雨棚屋面結(jié)構(gòu)，待大雨棚結(jié)構(gòu)施工完畢后將臨時(shí)支撐架拆除。目前站場(chǎng)第一階段、第二階段改造已施工完成，2/3站臺(tái)臨時(shí)支撐拆除完成，現(xiàn)場(chǎng)情況為（I）道、（2）道線路停電停運(yùn)，2/3 站臺(tái)停止辦客，施工區(qū)域與運(yùn)營(yíng)區(qū)域通過(guò)防護(hù)欄桿隔離。在客場(chǎng)（6）道天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行基本站臺(tái)臨時(shí)支撐拆除。

臨時(shí)支撐拆除位置：DP1-DP6/PB軸，兩邊分別有一個(gè)懸挑桁架。共計(jì)8個(gè)雙肢鋼管立柱臨時(shí)支撐，支撐架高度：3.75 m+6 m+6 m+1.5 m=17.975 m,共分4段，立柱間用腹桿聯(lián)接，每個(gè)支撐架共26 根桿件。每根桿件重量：35 kg～580 kg。如圖1所示。

圖1 大雨棚支撐架立面圖

2 施工簡(jiǎn)介

本次基本站臺(tái)臨時(shí)支撐拆除需滿足以下幾個(gè)條件：①拆除方案必須經(jīng)過(guò)審核完善，并經(jīng)監(jiān)理審批通過(guò)；②拆除前大雨棚所有焊縫焊接完畢，按照規(guī)定經(jīng)第三方檢測(cè)合格；③拆除前大雨棚拉桿及銷(xiāo)釘須安裝到位，進(jìn)場(chǎng)合格證齊全，第三方檢測(cè)合格；④局部大雨棚結(jié)構(gòu)驗(yàn)收完成；⑤設(shè)計(jì)對(duì)臨時(shí)支撐拆除后的雨棚結(jié)構(gòu)變形值驗(yàn)算完成，確定變形控制值。

第一步：布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，臨時(shí)支撐與桁架分離：首先分離⑦⑧兩個(gè)臨時(shí)支撐，其次分離剩余的①②③④⑤⑥六個(gè)臨時(shí)支撐，分離過(guò)程中對(duì)大雨棚進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分離完畢，監(jiān)測(cè)72 h，如大雨棚桁架安全穩(wěn)定，即進(jìn)行支撐桿件的拆除；

第二步：拆除臨時(shí)支撐桿件，首先⑤⑥⑦⑧四個(gè)支撐同時(shí)拆除，然后是①②③④四個(gè)支撐。臨時(shí)支撐拆除過(guò)程中安排專(zhuān)人對(duì)桁架與正式鋼柱連接處焊縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)焊縫出現(xiàn)裂紋、爆皮現(xiàn)象等立即停止拆除作業(yè)并恢復(fù)臨時(shí)支撐上部受力，臨時(shí)支撐拆除完成后，繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，評(píng)估后續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，變形穩(wěn)定后可停止監(jiān)測(cè)。如圖2所示。

圖2 臨時(shí)支撐平面布置圖

3 施工方法

3.1 變形觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)及焊縫監(jiān)測(cè)

基本站臺(tái)臨時(shí)支撐拆除過(guò)程中，重點(diǎn)觀測(cè)第一階段南北向主桁架靠近臨時(shí)支撐處沉降變形。根據(jù)臨時(shí)支撐拆除后受力特點(diǎn)，分別在靠近臨時(shí)支撐上方對(duì)應(yīng)主桁架東西向設(shè)置8個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)豎向位移（撓度）進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)頻次為拆除過(guò)程中自動(dòng)全站儀持續(xù)跟蹤測(cè)量，拆除后按照2次/日頻率進(jìn)行觀測(cè)。警戒值為：速率報(bào)警值（2 mm/天），累計(jì)變化量報(bào)警為-5 mm。

拆除過(guò)程重點(diǎn)對(duì)2/3站臺(tái)正式鋼柱與主桁架連接部位的焊縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，安排技術(shù)人員進(jìn)行旁站，臨時(shí)支撐與鋼桁架分離過(guò)程中對(duì)焊縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)焊縫開(kāi)裂、爆皮現(xiàn)象立即停止施工，同時(shí)立即采用墊設(shè)鋼板的方式恢復(fù)主桁架受力。

3.2 撓度安全值的確定

根據(jù)建模驗(yàn)算，在基本站臺(tái)臨時(shí)支撐拆除后，最不利受力組合情況下，桁架最大變形為端部，撓度為-109.7 mm。另外，考慮到本工程結(jié)構(gòu)實(shí)際安裝特征，桁架斜拉桿兩端為穿銷(xiāo)軸鉸接形式，在卸載前，拉桿、銷(xiāo)軸、與鋼柱上耳板三者之間是自由狀態(tài)；拉桿、銷(xiāo)軸、與桁架上耳板三者之間是受擠壓的狀態(tài)。在卸載后，拉桿、銷(xiāo)軸、與桁架上耳板、鋼柱上耳板四者之間是受拉的裝態(tài)。銷(xiāo)軸孔孔徑均為62 mm，銷(xiāo)軸直徑為60 mm。卸載前后，銷(xiāo)軸的裝配間隙變化值為6 mm，拉桿應(yīng)力變形為3 mm，卸載后累計(jì)變形為9 mm，折算到桁架端部為18 mm。故根據(jù)建模驗(yàn)算大雨棚桁架端部最大撓度變形量為：-（109.7+18）mm=-127.7 mm。

根據(jù)《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7-2010中表3.5.1空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的容許撓度值，雙層網(wǎng)殼、立體桁架，懸挑結(jié)構(gòu)(懸挑跨度)允許撓度值為1/125，也就是9 311÷125=74.5 mm。另外，在桁架安裝時(shí)考慮到結(jié)構(gòu)安裝完成后，屋面系統(tǒng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)引起撓度，因此在結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，對(duì)懸挑端部結(jié)構(gòu)進(jìn)行上揚(yáng)安裝預(yù)起拱+60 mm，故根據(jù)規(guī)范要求最大允許撓度為134.5 mm。

可以得出，基本站臺(tái)局部大雨棚臨時(shí)支撐拆除，只要最大撓度變形量在127.7 mm范圍內(nèi)，局部雨棚下?lián)险＃Y(jié)構(gòu)安全。由此，切除支撐管130 mm高度，使屋面拉桿受力，整個(gè)雨棚結(jié)構(gòu)的正式桿件進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)也是對(duì)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的一次驗(yàn)證。如撓度超過(guò)驗(yàn)算值，則立刻停止切割分離，立刻做好在臨時(shí)支撐上加斜墊塊回頂措施，防止桁架繼續(xù)下?lián)?，并研究處理方案再進(jìn)行下步施工。

在整個(gè)臨時(shí)支撐鋼管全部分離，切除130 mm后，進(jìn)行72 h變形觀測(cè)，每天上午下午各進(jìn)行一次觀測(cè)，整個(gè)桁架撓度下?lián)戏€(wěn)定后，再進(jìn)行下步腹桿及立柱的拆除。變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（單位:mm）

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，鋼結(jié)構(gòu)在上午溫度較高時(shí)，撓度較大，下午氣溫降低，撓度有所收斂，總體趨于穩(wěn)定，焊縫無(wú)開(kāi)裂、爆皮現(xiàn)象，可以進(jìn)行支撐桿件的拆除，在拆除過(guò)程中持續(xù)監(jiān)測(cè)桁架穩(wěn)定性。

3.3 臨時(shí)支撐桿件的拆除

單根臨時(shí)支撐分三節(jié)拆除，由上至下依次拆除。臨時(shí)支撐分離后，在懸挑端掛設(shè)滑輪，安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)，為避免懸挑端受力加大下?lián)现担瑤?lái)不安全因素，同時(shí)在站房女兒墻上加設(shè)臨時(shí)支點(diǎn)，撐住桁架懸挑端，待臨時(shí)支撐桿件拆完后，拆除女兒墻上臨時(shí)支點(diǎn)。拆除流程見(jiàn)圖3。

圖3 拆除流程圖

為保證拆除過(guò)程中的卷?yè)P(yáng)機(jī)位置固定，拆除支撐架時(shí)采用與臨時(shí)支撐架鋼柱焊接方式固定水平位移，在卷?yè)P(yáng)機(jī)上部加配重固定豎向位移。在桁架上下桿上捆綁2 m吊帶，吊帶型號(hào)為荷載1 t。將卷?yè)P(yáng)機(jī)滑輪懸掛在吊帶上，保證滑輪制動(dòng)順暢不受影響。

4 施工工藝

首先拆除與桁架弦桿相連的承重支撐管，然后進(jìn)行每節(jié)橫梁、斜腹桿件的拆除，最后拆除立柱。

拆除過(guò)程中設(shè)置桿件安全帶和纜風(fēng)繩，除卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩外，另外在立柱桿件上綁扎一根安全帶掛于雨棚桁架上，留一定余量，待卷?yè)P(yáng)機(jī)平穩(wěn)吊起立柱桿件后，拆除安全帶。卷?yè)P(yáng)機(jī)綁帶的設(shè)置，綁點(diǎn)要求設(shè)置在柱頂向下整個(gè)柱長(zhǎng)1/3處，綁扎點(diǎn)做好防滑措施，防止綁帶上下滑動(dòng)，同時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)繃緊綁帶，保持無(wú)下垂。綁帶和安全帶設(shè)置好后開(kāi)始松立柱間連接螺栓，拆除到剩余最后一顆螺栓時(shí)，先用卷?yè)P(yáng)機(jī)輕提立柱桿件，檢查立柱是否松動(dòng)再拆除最后一顆螺栓，同時(shí)拉好纜風(fēng)繩，防止桿件脫離時(shí)突然下落，纜風(fēng)繩保持拉緊狀態(tài)，啟動(dòng)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，緩慢下落立柱桿件，禁止忽慢忽快下落。

5 結(jié)束語(yǔ)

客站大雨棚架臨時(shí)支撐的拆除是雨棚施工的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是施工的一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和難點(diǎn)，如拆除措施不當(dāng)，對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和受力會(huì)產(chǎn)生不良影響。常州站大雨棚臨時(shí)支撐拆除通過(guò)制定合理的施工方案，采取技術(shù)措施保證正式結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，拆除施工的安全順利，為今后鐵路客站大雨棚臨時(shí)支撐的拆除施工提供一定的借鑒。