鋼結(jié)構(gòu)軌道橋在地鐵車輛基地中的應(yīng)用研究

孫利功

（中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司，江蘇 蘇州215000）

地鐵是現(xiàn)代城市化建設(shè)的重要標(biāo)志，也是城市交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的重要表現(xiàn)形式。地鐵車輛基地的主要功能是停放車輛，為整備檢修工作提供安全保障。地鐵在運(yùn)行過程中，為保證其運(yùn)輸安全性必須要及時進(jìn)行設(shè)備維護(hù)與檢修。為了便于地鐵設(shè)備檢查，必須要設(shè)置相應(yīng)的檢查坑。在傳統(tǒng)的壁式檢查坑中，存在著通透性差、空間狹小、作業(yè)環(huán)境質(zhì)量差等現(xiàn)象，所以，逐漸被軌道橋所取代。在建設(shè)軌道橋的時候，其主要目的是為地鐵檢修提供物質(zhì)支持。早期軌道橋建設(shè)選擇使用的材料為混凝土，如今隨著技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為軌道橋建設(shè)的重要材料。

1 鋼結(jié)構(gòu)軌道橋技術(shù)的特征

1.1 鋼結(jié)構(gòu)軌道橋結(jié)構(gòu)形式

在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)軌道橋之前，主要任務(wù)是要選定合適施工材料、控制立柱之間的間距、明確立柱截面形狀，甚至還需要完成防腐處理與涂裝處理工作。立柱截面形狀要基于規(guī)定強(qiáng)度之下，盡可能的保證其整齊度與美觀度。可以選擇使用H 型鋼以及鋼板，通過焊接的方式完成組合，使其形成方形，亦或者將兩塊槽型鋼進(jìn)行焊接組合，通過對比選擇合適的類型。鋼結(jié)構(gòu)軌道橋立柱截面詳細(xì)如圖1 所示。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)軌道橋立柱截面圖

在支柱位置放上鋼軌接頭，并且兩根鋼軌在布置的時候選擇使用的是相對式，通過利用高強(qiáng)度螺栓連接軌道夾板。在軌道橋的各個支座頂面位置標(biāo)高要具有一致性，相鄰的柱子頂面位置其高度差值不能超出2 毫米。利用鋼結(jié)構(gòu)修建軌道橋的時候，需要對所有的金屬制作的部件完成防銹處理，對所有焊接完成的構(gòu)件采取拋丸處理，保證整個設(shè)備具有良好的防腐性。采取機(jī)械的方式對各個鋼板焊接坡口位置進(jìn)行架構(gòu)，使得各個部位的受拉應(yīng)力不能存在任何缺陷問題。在完成焊接以后，將會使得內(nèi)應(yīng)力消除。利用具有防滑性能的花紋鋼板完成上下梯踏板以及頂層平臺面的制作。

1.2 在布置地鐵車輛基地時的鋼結(jié)構(gòu)軌道橋要求

利用連續(xù)軌道橋結(jié)構(gòu)完成架空軌道設(shè)計任務(wù)，軌道橋的組成由鋼軌和軌道支柱組合而成。選擇使用的材料為50kg/m 鋼軌，軌道的長度值為25m。在制作的時候規(guī)定軌道的頂部位置要平直，并且不能有顯著的橫向彎曲現(xiàn)象。

通過螺母牢固連接鋼筋混凝土槽形梁預(yù)埋件和軌道支柱底座，將支柱之間的距離控制在1563m，用四組斜墊鐵對各個支柱進(jìn)行調(diào)整，利用儀器設(shè)備完成測量與找正，待對具體位置明確以后再利用螺母進(jìn)行固定，以電焊完成墊鐵固定，并且利用細(xì)石混凝土抹平填實(shí)。

2 加工制作鋼結(jié)構(gòu)的方案

2.1 前期鋼材處理與加工

我國所使用的鋼板材料，特別是厚度較高的板材基本上都具有不平整的現(xiàn)象，甚至有的板材每平方米超出5 毫米到10 毫米，這種問題的出現(xiàn)針對于制作與加工厚板材料而言，是存在很大不良影響的，首先是造成鋼板的焊縫存在不規(guī)則現(xiàn)象，其次是導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生不平直問題，最后造成尺寸出現(xiàn)大誤差值。所以，零件在正式進(jìn)入車間之前，要確保其沒有出現(xiàn)任何變形現(xiàn)象，若是存在不良現(xiàn)象要及時作出修正。修正零件的時候，可以選擇使用火焰或者是機(jī)械的方式完成。火焰修正，不言而喻是需要利用高溫環(huán)境加熱材料，基于鋼材性能，但是要保證溫度必須低于650℃。在修正低合金鋼材料的時候，嚴(yán)格禁止使用冷水。修正器件的時候若是需要加力處理，要規(guī)避零件的藍(lán)脆區(qū)域。當(dāng)鋼板完成矯平處理之后，能夠大幅度削減內(nèi)應(yīng)力，降低焊接應(yīng)力。鋼材矯正后的允許偏差見表1。

表1 鋼材矯正后的允許偏差表

從原則上講，主要受力結(jié)構(gòu)是不可以進(jìn)行拼接的，若是在實(shí)際操作中需要完成拼接，必須要基于以下幾個原則而展開。第一，等強(qiáng)度全焊透拼接。第二，在憑借腹板以及拼接鋼翼的時候，要保障其接縫的位置錯開的距離為200mm。在進(jìn)行拼接翼板的時候，需要控制器長度值為超出2 倍板寬。拼接完成的腹板寬度值不低于300mm，長度值更不能低于600mm，在節(jié)點(diǎn)部位進(jìn)行拼接的時候，接縫不能夠低于100mm，同時要保證接縫的方向始終與鋼板軋制的方向相同。在組裝完成BUH 之前完成焊接與拼裝任務(wù)。第三，完成H 型鋼材的軋制以后，要對其位置展開設(shè)計，保證其不低于1 米，并且不超出1/3L，在節(jié)點(diǎn)位置的拼接中，縫隙的長度要低于100mm。在進(jìn)行焊接的時候，要始終保持其焊接流程與實(shí)際要求相符合，待完成焊接與探傷以后，補(bǔ)上鎖口。放樣的工作人員在實(shí)際操作的過程中，要充分明確施工工藝基本要求以及施工圖紙，同時要對不同構(gòu)件之間的連接情況進(jìn)行核對，保證幾何尺寸與連接的過程中不會存在任何問題。在實(shí)施放樣操作與車間施工的過程中，必須要對鋼卷尺等相關(guān)的計量工具完成校驗(yàn)，將計量工具上送給計量單位進(jìn)行校核，保證計量設(shè)備與國家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相符合。同時要將修正值進(jìn)行標(biāo)貼，標(biāo)準(zhǔn)測定拉力為5kg。在實(shí)施放樣作業(yè)的過程中，要基于施工圖紙，無論是圖紙的繪制還是具體施工都必要始終遵循圖紙，并且對施工中的注意問題在圖紙上做好標(biāo)記，保證施工圖紙的可讀性與指導(dǎo)性。在切割鋼材的時候，原則上選擇使用NC切割或者火焰自動切割的方式完成，通過使用手工切割或者火焰半自動切割的方式完成次要部位的設(shè)備切割。切割完成鋼材以后，打磨自由邊緣，所有的構(gòu)件都必須要在自由端位置完成倒角設(shè)計。H 鋼在進(jìn)行切割的時候，可以選擇使用冷鋸、圓盤鋸或者帶鋸?fù)瓿伞Ｔ趯 型鋼進(jìn)行拼接的時候，可以選擇使用全自動火焰切割機(jī)完成。將厚度沒有超過9mm 的鋼板利用剪切的方式完成切割，例如剪切面上的毛刺，利用砂輪機(jī)完成修正與打磨，同時完成矯正與平直處理。另外要徹底清除干凈鋼材料表面上的油污、雜物等。完成切割以后，需要將切割面上的飛濺物以及熔渣等處理干凈。

2.2 典型構(gòu)件加工工藝

切割相貫線質(zhì)量的優(yōu)劣將會對整個工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以保障相貫線質(zhì)量是提升工程制作質(zhì)量的前提。切割相貫口對拼裝構(gòu)件與焊接構(gòu)件的質(zhì)量有著最為直接的影響，所以在制作工程焊接節(jié)點(diǎn)的時候，控制切割質(zhì)量也是最為重要的工作管理內(nèi)容之一。其施工的重要性集中表現(xiàn)在如何在不同的相貫坡口位置設(shè)計貫口，從而保證在焊接的過程中有效控制焊縫面積，提高連接的強(qiáng)度。因?yàn)樵诠こ虒?shí)施過程中，需要使用的鋼管構(gòu)件有比較大的數(shù)量，鋼管與鋼管、鋼管與其他截面的相貫面切割必須用圓管數(shù)控五維或六維相貫線切割機(jī)切割，嚴(yán)禁用任何其它切割器械切割。按工藝及相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求，采用通孔器和止孔器檢查孔徑，確保孔徑的精度。同一種工件，必須采取首件驗(yàn)收制，首制件必須按程序進(jìn)行檢驗(yàn)，每件工件必須進(jìn)行專檢。鉆孔毛刺必須清除，當(dāng)采用電動砂輪機(jī)或風(fēng)動砂輪機(jī)清除毛刺時不能破壞栓接面的涂層，如有破損，及時按照原涂裝要求進(jìn)行二次涂裝。

3 鋼結(jié)構(gòu)施工方案

3.1 施工準(zhǔn)備

以施工進(jìn)度和計劃為依據(jù)安排材料進(jìn)場以及鋼構(gòu)件施工，對每件材料展開詳細(xì)編號，同時對每件材料的質(zhì)量做好嚴(yán)格控制。構(gòu)件進(jìn)場的時間最晚要在吊裝前的兩天進(jìn)入施工場地，材料與構(gòu)件進(jìn)入現(xiàn)場的時候，要保證以施工計劃為基礎(chǔ)。鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)場后，根據(jù)貨運(yùn)清單核對構(gòu)件數(shù)量及編號是否相符，構(gòu)件是否配套。出現(xiàn)數(shù)量及編號不符現(xiàn)象，立即要求加工廠更換或補(bǔ)充構(gòu)件，確保現(xiàn)場施工順利。構(gòu)件的標(biāo)記應(yīng)在明顯位置，構(gòu)件裝卸的吊裝、堆放應(yīng)注意施工安全，防止事故發(fā)生。

施工構(gòu)件進(jìn)場前，聯(lián)系協(xié)調(diào)安排堆場、卸車人員及機(jī)具。構(gòu)件運(yùn)輸進(jìn)場后，按規(guī)定程序辦理交接、驗(yàn)收等相關(guān)手續(xù)。現(xiàn)場卸貨后，構(gòu)件必須堆放到指定的臨時堆場位置。焊接材料及焊接工藝、高強(qiáng)螺栓的進(jìn)料、儲存、試驗(yàn)等按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范執(zhí)行。焊條和焊絲在使用前存放在材料庫中干燥通風(fēng)處，同時下墊上蓋。襯板、引弧板和熄弧板根據(jù)其厚度和尺寸存放在包裝之內(nèi)，并要注意防水、防火。

3.2 施工技術(shù)準(zhǔn)備

設(shè)計單位配合進(jìn)行深化設(shè)計及構(gòu)件選型工作，做好深化設(shè)計環(huán)節(jié)控制，使施工詳圖更好地體現(xiàn)設(shè)計師的意圖。研讀施工合同、圖紙及相關(guān)技術(shù)規(guī)范，做好施工現(xiàn)場記錄，具體施工流程如下：熟悉圖紙、計算工程量、現(xiàn)場調(diào)查→工藝流程及作業(yè)指導(dǎo)書（編制施工機(jī)具設(shè)備需用量計劃、編制勞動力需用量計劃）→編制月、周施工進(jìn)度→編制材料、構(gòu)件、成品需用計劃→安全技術(shù)交底→臨水、臨電計劃→編制施工準(zhǔn)備工作計劃→施工總平面圖布置→核算。

聯(lián)系設(shè)計單位進(jìn)行圖紙交底，施工單位組織專業(yè)分包單位參會，共同制定施工方案。參加施工圖紙的會審，勘察現(xiàn)場施工條件，根據(jù)總施工部署編制鋼結(jié)構(gòu)的施工組織設(shè)計。施工單位對分包單位進(jìn)行技術(shù)交底，詳細(xì)指導(dǎo)各個施工要點(diǎn)。

鋼結(jié)構(gòu)的安裝工序中架設(shè)安全網(wǎng)及特殊部位的腳手架、電梯井、護(hù)身欄等安全消防設(shè)施是安全及質(zhì)量控制關(guān)鍵因素，要重點(diǎn)關(guān)注。施工前應(yīng)詳細(xì)編制各項(xiàng)指導(dǎo)施工的工藝（安裝工藝、焊接工藝、測量工藝）。保證現(xiàn)場施工條件成熟，及時進(jìn)行構(gòu)件的驗(yàn)線、放線及預(yù)檢驗(yàn)收工作，確保施工順利進(jìn)行。

結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)軌道橋與混凝土軌道橋相比較而言，具有十分顯著的優(yōu)勢，在當(dāng)前地鐵工程中具有較為廣泛的應(yīng)用。本文通過分析鋼結(jié)構(gòu)軌道橋的特點(diǎn)與鋼結(jié)構(gòu)使用技術(shù)與措施，了解在鋼結(jié)構(gòu)軌道橋施工中的技術(shù)要求，為提升施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。