鄭州高鐵南站承軌層鋼結構施工關鍵技術研究

馮善恒 （中鐵四局集團第一工程有限公司，安徽 合肥 230041）

0 前言

勁性混凝土結構是現代建筑中常用的結構形式之一，具有強度高、穩定性好、構件截面小等諸多優點，在高層建筑、高鐵站中應用較多，例如南京南站[1]、合肥南站[2]等。在以勁性混凝土結構為主的工程中，鋼結構部分的施工影響著整個結構的穩定性及強度，也影響著整個工程的進度。因此對工程中鋼結構部分的施工布置及關鍵技術進行研究至關重要。

1 工程概況

鄭州南站設計規模為30站臺面32線，其中鄭萬場10條到發線、鄭阜場9條到發線、城際場13條到發線，通過聯絡線，鄭州南站和鄭州站、鄭州東站互聯互通。站房采用高架形式，站房建筑面積約15萬㎡。承軌層結構類型為勁性混凝土結構，采用勁性混凝土柱與勁性混凝土梁，總工程量約1.3萬t。鋼結構部分截面主要以十字型鋼、工字鋼和H型鋼為主，材質為Q345C，厚度小于等于60mm。

圖1 鄭州高鐵南站

2 承軌層鋼結構施工重難點

鄭州高鐵南站采用勁性混凝土結構，通過對結構形式和設計要求進行分析，施工中將會有若干重點和難點需要解決，如表1。

施工重點難點 表1

3 承軌層鋼結構施工布置

承軌層鋼結構施工是整個工程的關鍵一環，直接影響整體工程進度。考慮到本工程的重點、難點，本工程采用“分區域分階段吊裝”[3]的施工方案。

針對施工方案及總體安排，本工程共劃分成7個施工分區，其中2V、2U、2S、2R四根軸線劃分為1區、1A區和2區，2Q軸線劃分為3區和3A區，2W和2X兩根軸線劃分為4區和4A區。

現場整個施工區東西各設置4條橫向和4條縱向的履帶吊通道形成回型道路，履帶吊行走作業通道有效寬度10m。根據施工道路情況設置1個構件堆場，主要用于構件存儲。具體施工布置見圖2。

4 承軌層鋼結構施工工藝

圖2 承軌層鋼結構施工區域劃分

為解決工程中的重點、難點，本工程決定采用“分區域分階段吊裝”的施工方案，鋼結構施工工藝如下。

5 承軌層鋼結構關鍵構件施工分析

5.1 鋼柱安裝分析

鋼柱是承軌層的關鍵構件，整體安裝流程可分為5個步驟。

5.1.1 吊裝準備

詳細核對構件編號，確保無誤。清理鋼柱表面的渣土、浮銹等，檢查鋼柱長度、幾何尺寸、油漆等，變形、油漆破損等在吊裝前進行校正和修補，并對鋼柱的中線，軸線、標記進行檢查。

圖3 承軌層鋼結構主要施工工況

5.1.2 測放鋼柱軸線

把鋼柱安裝軸線和標高投測到鋼柱柱頂。

5.1.3 鋼絲繩綁扎

一般鋼柱吊裝采用4點吊裝方法，根據構件的重量計算選定合適的鋼絲繩。鋼絲繩長度要保證綁扎完鋼柱后相鄰兩根繩間的夾角不大于60°。

5.1.4 安裝臨時設施

在鋼柱吊裝前，先在鋼柱上綁扎軟爬梯，軟爬梯與鋼柱的連接必須牢固可靠。除軟爬梯本身的卡扣與鋼柱相連外，每隔3m左右用8#鐵絲把軟爬與鋼柱梯連接，以防軟爬梯飄動。綁扎軟爬梯的目的是為了摘除吊裝鋼柱的吊繩。

5.1.4 起吊

根據構件的自重及連接板型式選擇合適的卡扣，鋼柱的吊裝由起重工綁鉤并負責指揮吊裝。鋼柱起吊采用扳倒法，起鉤并回轉使柱子豎直起來（構件無論大小都要試吊一次，使構件離地200mm左右），檢查各部位有無問題，在確保安全可靠的情況下，開始正式吊裝。使柱底板離地面保持40cm～60cm，緩慢回轉吊臂，第一節鋼柱直至地腳螺栓上方，其他上節鋼柱則落到下節柱上方。

承軌層鋼結構施工全過程 表2

5.1.6 就位

鋼柱回轉至地腳螺栓上方時，起重工人扶穩柱子，對準地腳螺栓。同時可以借助撬棍使柱底腳預留螺栓眼對準地腳螺栓；吊車緩慢落鉤，當柱底板與地腳螺栓調平螺母相接觸時，停止落鉤；調擰地腳螺母，按照軸線、標高、垂直度的順序進行調整；當柱的軸線、標高、垂直度調整好之后，緊固柱底板上的螺母，采用雙螺母或與底部焊接永久固定。

圖4 預制十字形鋼柱

圖5 預制十字形鋼柱吊裝與就位

5.2 鋼梁安裝分析

鋼梁同樣是是承軌層的關鍵構件，整體安裝流程可分為5個步驟。

5.2.1 吊裝準備

在鋼梁安裝前，鋼梁兩端頭設置擱排板，離鋼梁中心1/3范圍設置吊裝吊耳。在鋼梁兩端拴棕繩，以保持鋼梁空中平衡，提高安裝效率。鋼梁的吊裝鋼絲繩綁好后，先在地面試吊，離地5cm左右，觀察其是否水平或歪斜。

5.2.2 鋼梁吊裝就位、臨時固定

鋼梁下落到接近安裝部位時，起重工人將梁扶穩，并利用圓頭撬棍對位，擱置在鋼柱牛腿上。

5.2.3 校正

控制鋼梁軸線，吊裝前每根鋼梁標出鋼梁中線，鋼梁就位時確保鋼梁中心線對齊鋼柱牛腿上的軸線。主次梁、牛腿與主梁的高低差用精密水平儀測量，并使用自制簡易校梁器進行校正。

5.2.4 焊接

調整好鋼梁的軸線及標高后，將擱排與牛腿進行焊接，先焊接腹板，再焊接面板和底板。

圖6 工字型鋼梁

圖7 工字型鋼梁吊裝與就位

6 結語

①本文針對鄭州高鐵南站承軌層鋼結構的工程特點和技術重難點制定了體育館“分區域分階段吊裝”的施工技術。

②針對承軌層鋼結構“分區域分階段吊裝”技術，合理對施工區域進行了劃分，可以保證施工的有序進行。

③研究了承軌層鋼結構的施工工藝，制定出了鋼結構施工的全過程，可以確保構件及結構的有序施工和準確就位。