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火车站房工程中站房屋盖大跨度钢桁架安装技术

职称驿站所属分类:交通运输论文发布时间:2019-10-19 10:11:05浏览:1

火车站房是火车交通系统中的重要建筑物,具有规模大、人流集中、性能要求高的特点,随着施工技术的发展,大跨度钢结构在火车站房的建设中应用得更加广泛。相比于传统建筑结构,钢结构的优势在于

   摘 要:火车站房是火车交通系统中的重要建筑物,具有规模大、人流集中、性能要求高的特点,随着施工技术的发展,大跨度钢结构在火车站房的建设中应用得更加广泛。相比于传统建筑结构,钢结构的优势在于:柱截面减小,增大了内部使用空间;节能效果突出,具有良好的抗震性;该文结合工程案例,分析了大跨度钢结构安装技术要点,并指出施工安全和质量控制措施,以供参考。

  关键词:火车站房;大跨度;钢结构;吊装技术;控制措施

  中图分类号:TU758 文献标志码:A

人民交通

  《人民交通》(月刊)杂志创刊于2007年07月,是我国交通领域大型时政类期刊。杂志以“大交通”得理念充分报道中国交通改革发展和洞悉社会热点,充分为交通管理者和交通参与者提供权威、及时的新闻信息。

  依据《钢结构设计规范》,大跨度钢结构指的是跨度在60 m以上的钢制桁架、拱架、网架、网壳和悬索等结构。建筑结构自重轻,可以降低工程造价;施工速度快,和同规模的传统建筑相比工期能缩短1/3;钢结构可在工厂内预制,现场施工工艺简单。以下结合火车站房工程,探讨了大跨度钢结构安装技术的应用。

  1 工程概况

  以国内某火车站房工程为例,属于线侧下式站房,里程为DK63+250,规模为2台4线。站房主体结构包括地上2层、地下局部1层,高度共计为18 m;主体轴线长度为133.8 m,宽度为36 m,建筑面积共计7 997.95 m2;结构采用钢混框架+金属桁架屋面。该次研究内容是钢桁架屋盖结构安装工程,由主桁架、次桁架、檩条组成。其中桁架采用倒三角钢管结构,支座高度为16.65 m,桁架最高处为19.15 m,屋盖尺寸大小为96 m×62 m,属于超过一定规模的危险性较大分部分项工程。

  2 大跨度钢结构安装技术要点

  2.1 支座布置

  桁架支座共计30个,支座底部标高为16.35 m;造型树支座共计2个,支座底部标高最小为-1.1 m。从支座类型来看,分为滑动支座、固定支座2种。

  2.2 钢桁架拼装

  第一,准备工作。分析桁架拼装特点,结合现场条件,合理部署拼装场地。然后进行硬化处理,场地内铺设150 mm碎石+100 mm素混凝土,保证场地平整、坚实。胎架结构采用独立支撑式,材质是I16工字钢,在支撑胎架上对桁架拼装、焊接,外形尺寸根据钢管大小进行调整。

  第二,拼装流程。钢屋盖桁架拼装流程如下:制作桁架拼装胎架→桁架拼装定位焊→检验校正→桁架拼装全焊接→UT检测→焊后校正→涂装→检查合格。其中,桁架拼装流程是:拼装胎架→拼装下弦杆→拼装腹杆→组装完成。

  第三,施工要求。①拼装作业遵循先主后次、先上后下、先易后难的原则;②桁架分段拼装时,要布设在安装起吊范围内;③拼装时按照编号精准定位,滿足中心线、相贯口节点坐标的要求;④上下弦腹杆定位后,及时和节点焊接;⑤所有杆件安装后,提交检查验收,填写拼装记录,合格后可以焊接;⑥监理验收时,使用全站仪、钢尺等工具,对接口点位进行测量,对比实测数据和理论数据,误差较大时要及时修正,将误差控制在允许范围内。

  2.3 划分吊装单元

  由于现场施工条件复杂,主桁架施工时,先在地面拼装,拼装完成后对称编号为ZHJ1~ZHJ4然后逐个吊装,安装顺序是按照轴线划分由12轴至5轴进行。其中,ZHJ1长度约55.9 m,重量约40.3 t;ZHJ2长度约55.9 m,重量约19.8 t;ZHJ3长度约55.9 m,重量约15.06 t;ZHJ4长度约55.9 m,重量约41 t,均采用整榀吊装作业模式。

  2.4 吊装顺序

  遵循先主后次的原则,吊装顺序如下:吊装倒三角主桁架→吊装次桁架、悬挑桁架→造型树钢架、吊挂钢架,其中,主桁架共8榀,ZHJ1~4各2榀,ZHJ1、ZHJ2、ZHJ3整榀吊装,ZHJ4分两段安装,南侧悬挑部分单独吊装。

  2.5 钢桁架安装

  第一,安装流程。桁架吊装使用QUY260T履带吊,由西向东按轴线划分起吊施工。安装流程如下:12轴线ZHJ1→11轴线ZHJ2→10轴线ZHJ3→9轴线ZHJ4→8轴线ZHJ4→7轴线ZHJ3→6轴线ZHJ2→5轴线ZHJ1→次桁架→西侧BHJ1→东侧BHJ1→造型树钢架。

  第二,吊索具选择。考虑到屋面桁架的最大长度为55.9 m,最大重量为41 t,为了保证平面刚度,吊装时采用四点捆绑弦杆吊装法,配合38 mm钢丝绳;卸扣的额定荷载为15 t,满足吊装施工要求。

  第三,吊点选择。根据桁架的外形、重量、现场条件,确定绑扎方法和吊点。采用四点起吊法,1、3为同一根钢丝绳(计2根),长度放样为36 m;2、4为同一根钢丝绳(计2根),长度放样为36 m。

  第四,马道安装。在桁架上下弦之间吊装马道,采用地面拼装法,使用卷扬机进行分块吊装。主桁架安装完成后,按顺序分块拼装马道,在吊杆和吊杆之间使用角钢临时固定,可以避免构件变形。

  第五,造型树安装。造型树钢架分为3段,利用50 t吊机进行拼装、安装。首先安装下节,进行临时支撑;然后安装第二节段,进行临时支撑;最后安装第三节段,并和主桁架、下节、第二节段连接在一起。

  第六,主要节点安装。①桁架内部相贯节点,采用预拼装法,桁架内部使用140斜圆管、219斜圆管,确保腹杆能装进去。②支座做法,使用牛腿成品支座,进行现场焊接。③主次杆件相贯,角度设置为90°,采用挂篮焊接法。

  2.6 钢桁架焊接

  该工程中,拼接处对接焊缝质量等级为1级,超声波探伤比例为100 %;非拼接处对接焊缝质量等级为2级,超声波探伤比例为20 %;角焊缝质量等级为3级。焊接要点如下:①主要结构形式为管桁架,材质为Q345B、Q235B;②现场焊接接头形式有:桁架对接接头、钢管相贯线接头;③焊接方式是二氧化碳气体保护焊。以上下弦杆件的焊接为例,是安装焊接的重点,焊接流程是:组对→校正→复验→预留焊接收缩量→焊接定位→焊前防护→清理→焊接→焊后热调→质量检验。每一个工序均要严格控制,确保接头焊后质量达到标准要求。

  2.7 防腐涂装

  第一,钢结构防腐涂装。首先除锈,满足《钢结构工程施工质量验收规范》中Sa2.5级规定。然后涂漆,底漆使用水性无机富锌类漆,喷涂2遍,厚度为100 μm;中间漆为环氧封闭漆面漆,喷涂2遍,厚度为100 μm;使用氟碳面漆,颜色、厚度满足建筑设计要求。

  第二,构件防火涂装。该工程钢结构的防火等级为I级,应满足《建筑设计防火规范》的要求,防火涂料的性能、厚度、质量要求,按照《钢结构防火涂料》的流程和标准执行。其中,防火涂料经消防部门检验,经国家检测机构检验合格;耐火极限为桁架1.5 h,檩条1 h。

  2.8 测量控制

  开工前应充分做好施工测量前的准备工作,测量过程中控制测量精度,并在施工过程中按照测量数据进行施工。为保证整体精度,需要在安装场地设置足够数量的测量控制点,形成一个闭合三维控制网。需用全站仪进行精密测量,并对点位进行调整,使其闭合差满足安装精度要求。为确保各点之间的相对精度,每隔两周都需要对控制网进行复测,计算各点的位移量和各点的高程,根据测量数据对点位进行调整,使平面各点精度满足施工要求。测量控制网精度要求如下:各点之间距离较短,通过反复精密测量各点距离和各点之间的夹角,经过严密平差,使各点之间的点间误差小于2 mm,测角最大误差小于5″;高程控制点点间高程误差小于2 mm。

  3 结语

  大跨度钢结构已经在建筑工程中应用广泛。该工程从支座布置、划分吊装单元、吊装顺序、钢桁架的拼装、安装、焊接等方面,总结掌握了施工技术要点,在质量管理上严格执行有关法规、规范、标准和合同的要求,实行全面管理,注重过程控制。希望能为类似工程提供经验借鉴,实现施工管理目标。

  参考文献

  [1]黄荣.火车站房改造工程中大跨度钢结构吊装技术的研究[J].建筑施工,2013,35(5):386-388.

  [2]金超.液压提升技术在大跨度火车站房屋盖钢结构工程的应用[J].安徽建筑,2014,21(3):165-166.

《火车站房工程中站房屋盖大跨度钢桁架安装技术》

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