輕軌站臺鋼結構整體牽引施工技術探討

錢生澤

(中鐵十八局集團第四工程有限公司,天津 300300)

新時期背景下，加快輕軌建設是社會經濟發展的時代要求，輕軌是現代社會的一種全新交通工具，具有運行速度快、運輸能力強、隨走隨等特點。全面發展輕軌事業必將對我國社會經濟持續穩定發生提供支持和保障，目前輕軌建設已經進入了一個高潮時期，輕軌里程逐年增加。傳統的輕軌站臺鋼結構施工方式已經難以滿足實際需求，整體牽引施工技術在輕軌站臺施工中扮演的角色越來越重要。基于此，本文結合天津市津濱輕軌9號線東海路站實際情況，探討了輕軌站臺鋼結構整體牽引施工技術的具體應用。

一、工程概述

津濱輕軌東海路站續建工程——東海路站結構，安全等級為二級，設計年限為50年，抗震設防烈度為8度，主體基本風壓標準值為0.55kN/m2。結構形式為站廳屋面結構為螺栓球網架，天橋為H型鋼桁架。總建筑面積為7334.72m2。既有部分結構，總長為112.50米，總寬度為40.95米。鋼結構鋼柱分為A、E、F軸，長度為7.5米×11米；A-E軸跨度為22.95米，E-F軸跨度為18米，柱頂標高為12.63米；續修部分結構：總長為112.50米，總寬度為14.68米。在F軸東側新增J軸，跨度為14.68米,J軸長度為7.5米×11米；屋面為網架結構，網架為3連跨，跨度為22.95+18+14.68，長度為7.5米×11，網架支座標高為12.630米，下弦球中心為12.930米，網架頂標高為15.186米；天橋位于6～7軸間，寬度為4.4米，總長度為27.855米，位于6～7/D～H軸間，連廊兩端的東西側各設1個電梯井。

二、施工方案分析

此輕軌站臺鋼結構由屋架和屋面板共同組成，為提升施工質量，在安裝時要進行了分區段施工，在輕軌停運期間完成施工，輕軌運營線軌行區為主跨施工區域，兩側則為邊跨施工區域。施工順序為：先進行主跨區域施工，后進行邊跨施工。按榀對鋼結構構件進行吊裝安裝，站臺頂層的鋼結構屋架在工廠預制加工而成，其他構件運輸到現場后拼裝成榀，進行整體吊裝，鋼結構鋼柱分為A、E、F軸，在F軸東側新增J軸。鋼結構部分桿件清單如表1所示：

表1 鋼結構部分桿件清單

為最大限度上提升鋼結構施工的穩定性和質量，需要在鋼屋架上安裝型鋼牛腿，并在混凝土梁上安裝鋼板組合型滑行軌道，通過25t汽車吊吊裝鋼結構J軸鋼柱牽引到滑軌上進行安裝；再把F軸屋架鋼柱吊裝到滑軌上通過牽引的方式和J軸鋼柱拼裝成整體，再利用液壓千斤頂將已經拼裝好的屋架和屋面板牽引到F軸屋架鋼柱處進行安裝，循環上述步驟，直到全部屋架安裝完成，最后進行屋面板安裝。鋼結構屋架整體拼裝示意圖如圖1所示。

圖1 輕軌站臺鋼結構整體拼裝結果示意圖

三、輕軌站臺鋼結構整體牽引施工技術

（一）吊車選用

A、J軸鋼柱吊裝選用25t汽車吊進行吊裝，最大回轉半徑為15m，最大起重量為3500kg（含吊鉤重量，其重量300kg），鋼柱吊裝單元重量為3150kg。E、F軸鋼柱吊裝選用160t汽車吊進行吊裝，最大回轉半徑為48m，最大起重量為4400kg（含吊鉤重量，其重量830kg）,鋼柱吊裝單元重量為2800kg。天橋桁架吊裝選用500t汽車吊進行吊裝，最大回轉半徑為50m，最大起重量為62000kg（含吊鉤重量，其重量5450kg），天橋桁架吊裝單元重量為31500kg。

（二）牽引前的準備工作

在整體牽引施工需要做好以下兩點準備工作：第一，合理鋪設滑道。滑道是整體牽引施工的主要設備，在本工程施工中，在兩側鋼柱內側混凝土鋪設滑道，為充分發揮滑動的價值和作用，滑道需要平放在混凝土梁中心線上，并提前預埋鋼板，做2cm的找平層，確保預埋鋼板和找平層的標高相同。為提升滑道的穩定性還要內側底部和側面鋪設304鋼板，通過焊接的方法，將304鋼板和滑道梁連接到一起，并在鋼板表面涂抹一層硅脂潤滑劑，降低整體牽引施工的摩擦力，提升施工效率。第二，合理設置滑塊和鋼梁牛腿，在每榀屋架立柱內側設置鋼梁牛腿，并在牛腿的下方，焊接長1m的20b工字鋼作為滑塊，用四氟乙烯進行固定。

（三）鋼結構安裝和牽引

1.鋼梁拼裝

當鋼柱、鋼梁散件等運輸到施工現場后，在施工現場完成鋼結構拼裝，并在鋼柱下方安裝牛腿和滑塊。在本工程施工中，先拼裝了J軸和F軸鋼架。全部拼裝完成后先吊裝J軸鋼架，其與鋼架按照E軸到A軸的順序拼裝。

2.鋼架吊裝

用25t汽車吊把J軸鋼柱吊裝到F軸，確保牛腿下滑塊準確落到滑道上，并對各項尺寸進行全面校驗，確認到達設計技術要求后，當鋼柱50%重量落于滑到上后，吊車停止放繩子，并在鋼柱下方設置臨時支撐，在牽引前拆除臨時支撐。在J軸和F軸之間設置一根攬風繩，輕軌站層結構面相互連接，提升鋼屋架的穩定性。此后即可進行吊車放繩摘鉤工作，J軸鋼架要在E軸定位完成后，通過同樣的方法，完成其他軸的吊裝工作。

3.鋼架牽引

當A、E、F軸及F軸東側新增J軸安裝完成后即可進行檁條、拉條等鋼結構施工，兩個軸立柱之間設置連接槽鋼，以提升鋼結構施工的整體性。

4.設置千斤頂進行牽引

在兩個軸鋼結構中間布置兩臺連續頂推千斤頂，每臺千斤頂的引力不能低于125t。設置完成后啟動千斤頂，進行鋼結構整體牽引，在牽引過程中要及時觀察各個壓力表的讀數，當牽引力達到預定位置時，立即調整千斤頂的頂推速度。在鋼結構整體牽引時，需要搭建千斤頂操作平臺，確保牽引工作能順利開展。

5.主跨鋼結構牽引施工

當J軸和F軸鋼柱就位以后，繼續按照E軸和A軸，所有連接結構均達到設計標準后，將錨固端移動都F軸牛腿上，繼續牽引E軸和A軸，具體位置以軸和軸之間的間距為準，按照此方法完成剩余鋼結構的牽引工作。當主跨全部安裝完成后，調節鋼架到設計位置，緩慢下落到混凝土柱上。在每根鋼柱的牛腿下方分別設置20t千斤頂同時頂起，當滑塊離開滑軌2mm左右時，立即切除牛腿。千斤頂同時下落促使柱腳板和預埋板緊密貼合，確保達到技術要求后，拆除所有輔助設施，并用地腳錨栓擰緊。緊固示意圖如圖2所示：

圖2 地腳錨栓固定示意圖

三、保證鋼結構整體牽引施工質量的措施

（一）測量精度保證措施

鋼結構整體牽引施工質量和鋼構件的制作、安裝、焊接、高強螺栓連接等因素有關，因此，切實做好測量工作對提升鋼結構整體牽引施工質量有重要意義。測量工作內容包括：平面控制、高程控制、柱頂軸線偏差測量、柱頂標高測量、梁面軸線和高差檢查、地腳螺栓定位檢測以及變形觀測。因此，鋼結構安裝測量應做好如下工作：

1.根據本工程施工質量要求高的特點，用整體流動式三維測量系統TOP-CON-22ID全站儀進行鋼結構安裝過程的監控，該儀器測角精度±（2mm+2ppm.D）。

2.測量使用的鋼尺、儀器首先經計量檢定，核對誤差后才能使用，并做到定期檢校。加工制作、安裝和監督檢查等幾方統一標準，應具有相同精度。

3.確保激光經緯儀投遞軸線控制點的精度，測量中應嚴格對中、整平儀器，投測時應采取全圓回轉，每隔90°投測一次，四次取中，并避開吊裝晃動、日照強烈和風速過大等不利觀測的因素。

（二）鋼結構焊接質量保證措施

所有焊縫在冷卻到環境溫度后再進行外觀檢查。一級焊縫的檢測比例為100%，二級焊縫應進行抽檢，抽檢比例應不小于20%。螺栓球節點網架焊縫內部缺陷分級及探傷方法應符合現行國家標準《螺栓球節點鋼網架焊縫超聲波探傷方法及質量分級法》JBJ/T3034.2的規定，接料焊縫內部缺陷分級及探傷方法應符合現行國家標準《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》GB11345-2013的規定。

綜上所述，本文結合工程實例，探討了輕軌站臺鋼結構整體牽引施工技術。分析結果表明，在本工程鋼結構施工中應用了輕軌站臺鋼結構整體牽引施工技術，各項工序銜接比較緊湊，可滿足輕軌施工體現新穎、形式復雜、規模龐大的施工技術要求。通過連續千斤頂控制牽引速度的方法，有效避免了牽引過程發生偏差，各項技術標準均符合實際要求，值得大力推廣應用。