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无站台柱风雨棚钢结构施工工艺

2012-06-13彭如慧中铁七局郑州公司

河南水利与南水北调 2012年4期
关键词:檩条梁段钢柱

□彭如慧(中铁七局郑州公司)

1.工程概况

无站台柱雨棚工程于2008年6月开工,2009年12月竣工。该工程采用钻孔桩承台、钢管混凝土双肢组合柱,倒三角形钢管桁架结构,每单榀由两跨、2个悬挑、3根立柱组成,自A轴向C轴跨度布置为18.85m+61.5m+41.3m+18.85m,见图1。结构主体为18榀上弦斜拉索钢管桁架结构,自高架候车室分为南北两大部分,北侧长度239m,南侧113m,宽度140.5m。覆盖面积为49457m2。雨棚屋面采用彩色压型板,下铺50mm厚带铝箔吸声超细玻璃棉毡及涂钢丝网;不锈钢天沟。吊顶采用1.0mm厚轻质铝合金板材,表面氟碳漆喷涂,龙骨采用室外型专用防风龙骨系统,铝合金材质,收边檐板采用3mm厚铝板,雨棚采用压流虹吸排水系统。

工程主要构件桁架梁、柱、檩条均选用Q345B钢,其它次要构件采用Q235B钢材。所有外露钢柱、钢桁架、工字钢、遮阳百叶等钢构件均采用氟碳漆喷涂。

图1 桁架结构立面图

2.总体策划

工程在行车站内施工,构件拼装场地、安装时间、施工机械的停放位置及其转移都受极大限制,且吊装高度高,因此钢结构构件运输及吊装施工是本工程的难点,质量控制关键点在于主桁架的安装。

针对无站台柱风雨棚边行车边施工、桁架构架大运输困难、施工场地狭小吊装困难、施工安全压力大的施工特点,项目部在施工前做了认真的策划及部署,施工前先行改造郑州机务段西三线作为工程线,同时为保证构件从汽车转移至平板车的安全,西三线接触网停电拆除。钢结构采用场外工厂化加工制作、汽车运输至郑州站机务段西三线位置、吊车转移桁架及钢构件至平板运输车、由轨道车牵引至站内施工场地、采用桁架吊吊装的施工方案,着重以下几点以减少难度及施工风险:

2.1 雨棚钢结构制作采用工厂化加工制作为主,主桁架在拼装场拼焊为辅,尽量减少高空作业工作量。

2.2 在拼装场进行主桁架、立柱试拼,确定主桁架与立柱连接处的支撑杆件相贯线切口的切割及处理,做到误差在允许范围内,施工时一拼即成。

2.3 半成品结构的运输主要采用汽车运输至机务段工程线、轨道车铁路运输,吊机采用轨道大平板运输进入施工作业现场,吊装期间下方既有到列车发线接触网停电进行拨移。

2.4 檩条采用工厂化H型钢生产流水线制作,再运至现场吊装。

钢立柱、主次桁架梁、檩条等次钢构及吊车用铁路平板车运至郑州站内,进行吊装作业;主、次桁架安装完成后,及时进行檩条、支撑附件吊装及焊接。钢结构安装工艺流程见“钢柱安装工艺流程图”、“钢桁架安装工艺流程图”。

图2 安装分区示意图

3.钢结构安装顺序

3.1 根据车站的具体情况安排,钢结构安装采用分区安装的方法,从C轴线开始依次为Ⅰ区→Ⅱ区→Ⅳ区→Ⅲ区见图2。

3.2 具体安装流程为:基础清理、复测→钢管柱安装、调整→桁架梁安装、调整→H型钢檩条安装→檩条间拉条(拉杆)安装。

3.3 雨棚钢结构的安装从远端开始,即从靠近既有候车室的一端开始,运输时装运构件及吊车的平车从远离候车室的一端进出。

3.4 考虑车站的现场情况,构件采用铁路平车由拼装场地根据需要分段运至现场。

4.承台施工时钢管柱埋设

4.1 将工厂加工好的钢柱下部短节用铁路平板车运至安装现场。检查几何尺寸、焊接情况等。露出承台面部分按设计要求涂刷相应涂料。

4.2 在基础承台施工时,用槽钢制作钢支架安放在垫层中,钢支架安装就位后在其上画出十字中线,垫层打过24h后进行钢柱安装。

图3 钢柱下部短节预埋图

4.3 钢柱安装前,在钢柱下部环型板上画出十字中线,柱身上在十字中线位置画好母线,作为对位、测量的基准。

图4 钢管柱预埋段调整图

4.4 安装时将十字线对好,然后进行钢柱标高和垂直度的测量调整,标高调整采用在钢柱底部加钢垫板的方法。垂直度调整采用千斤顶进行,沿立柱周边均布3个千斤顶。短节上口部沿圆周拉四道缆风绳,用花篮螺栓调节、稳定钢柱的垂直度。

4.5 调整好后将承台钢筋与钢柱焊牢,安装完毕后将临时支点用气割切除,切口打磨平整。安装时安排两台全站仪进行测量监控。

4.6 钢柱预埋段安装完成后绑扎钢筋,安装模板并及时浇注混凝土。

5.钢管柱上部安装工艺及方法

5.1 安装前对已完成的立柱预埋段进行复测,根据测量数据对上部立柱高度进行修整,安装前将钢柱接口处清理干净。

5.2 将钢丝绳捆绑在钢柱上部,当钢柱吊起后,移至预埋段上方用人工进行对位,当标记线对准后,采用抱箍将对接位置抱紧对位。钢管柱的吊装采用80t汽车吊进行。

5.3 钢柱吊装就位后进行垂直度、标高调整。调整采用千斤顶和吊车辅助的方法进行,符合要求后在立柱两侧加设临时支撑。

5.4 临时支撑安装好后进行定位点焊,然后再次进行标高、轴线的复测,确认无误后进行正式焊接。

5.5 第2段安装在第一段完成后进行,吊装及调整方法同第1段立柱。

5.6 立柱安装完成后及时进行柱内混凝土的浇注。

相对于政府一元独大的管理模式,多元主体合作共治的最大特点,在于它可以把多元主体置于社会治理系统之中,实现多元主体的优势互补,克服多元主体各自的局限,实现社会治理系统的整体优化。而从新时代构建共建共治共享格局的要求讲,它可以解决社会治理领域社会组织和公众参与发展不平衡、不充分问题,最大限度地激发社会组织活力和公众参与热情,促进社会进步,减少社会治理成本。

6.承重架搭设

图5 安装分段示意图

由于在吊装及安装桁架施工时,需要逐榀安装桁架,钢结构没有形成整体受力结构,所以需要临时承重架进行临时承重以便进行吊装及安装,待整体桁架安装完成形成受力整体后再进行承重架的拆除见图5。

6.1 承重架搭设采用φ48×2×2.5普通建筑用脚手架钢管,搭设高度为桁架下弦下皮以下500mm左右。承重架顶部满铺脚手板并搭设小钢架,在小钢架上定出桁架分段处两边节点位的坐标。钢架上安放千斤顶,支撑并调节弦杆标高。

6.2 承重架通过专业设计及计算必须满足承载力要求并经过复核后方可进行承重架的搭设,搭设完后进行主桁架的吊装和安装。

7.主桁架梁安装工艺及方法

主桁架的吊装、就位、焊接安装为本工程的控制关键点也是难点,主桁架具有跨度大(最大跨度61.5m分四段吊装),中间需要设立承重架分段安装就位。所以必须把每段的误差控制、对接、焊接安装作为重中之重的工作,每段的几何尺寸、变形量控制、焊接对接口的处理都由专人盯控、专人测量、专人复核,真真做到有序可控,具体如下:

7.1 根据郑州站股道封锁条件,AB跨桁架梁分解为4段、BC跨桁架梁分解成2段安装,每节段10t以下。先安装C、B、A轴两侧梁段,再吊装中间梁段,顺序为:C2、C1、B2、B1、A2、A1、AB2、AB1,吊装顺序见图 5。

7.2 根据安装高度和现场情况,吊机选用50t轮胎式汽车吊,利用平板车运输,吊装时吊车在平板车上就位、固定稳固,移动方便。

7.3 为确保桁架梁施工期间的安全和稳固,需要在站台上设置临时支撑。临时支撑距靠近的站台边>1m,并在站台上留有2.5m以上的通道,以满足客运组织的安全距离。

7.4 先进行C2、C1梁段的安装。C2梁段吊装时将桁架整体吊至高于承重脚手架高度后,由人工进行对准,将吊钩缓缓放下,同时将制作时预先划好的轴线与承重支架顶端的轴线对准,直至标高、轴线的偏差符合要求后,将桁架梁与柱连接部位按设计要求焊接。之后,将柱顶斜撑杆与桁架梁连接部位按设计要求连接好。

7.5 将C1段用柱顶撑杆连接好后吊装B2段,B2梁段吊起后先将其与已安装好的C1端对位,用专用的抱箍夹紧,然后进行另一端标高轴线的调整,调整好后复查两端连接处的标高轴线,正确后将桁架梁与柱连接部位按设计要求进行焊接,并连接柱顶撑杆。

7.6 B1、A1、A2段梁吊装前检查内容、要求及吊装方法、调整方法与前相同。

7.7 AB2梁段吊装就位后,先将其与已装好的B1梁段对位,专用的卡箍夹紧,然后进行另一端标高轴线的调整,调整方法与C2段安装相同,调整好后复查两端连接处的标高轴线,正确后按设计要求先将其与B1段对接处焊接,另一端待AB1梁段吊起就位检测合格后焊接。

AB1、AB2梁段吊装就位未焊接前,采用揽风绳等进行临时固定,以保证结构安装的安全。

7.8 桁架吊装时应两点对称绑扎,吊钩垂线对准桁架的重心,起吊后桁架保持水平状态。在桁架的两端设溜绳控制,以防碰撞柱子。对位时应缓慢降钩,严禁快速吊装,发生安全事故。

7.9 焊接

钢构件空中对接调整完毕后,立即进行定位点焊。焊接前对定位焊缝进行检查,合格后进行正式焊接,打底焊选用φ3.2mm焊条进行。填充及盖面选用φ4.0~φ5.0mm焊条。现场焊接严格按制定的焊接工艺进行,保证对接环缝的焊接质量。

8.次桁架梁的吊装

在桁架安装完后即进行次桁架的安装。

8.1 次桁架梁安装采取整榀吊装的方式进行。吊装前搭设可移动式安装操作平台。

8.2 为使桁架吊起后不致发生摇摆和主桁架梁碰撞,在梁的端头用麻绳扎牢,控制起吊时的平衡和稳定,配合指挥人员及高空安装人员进行安装。

8.3 当桁架梁起吊至安装位置时,首先稳固一端,再连接另一端,使桁架的标高及轴线符合设计要求后,进行定位点焊。正式焊接前再检测一次两端的标高轴线,正确后进行焊接。

9.檩条安装工艺及方法

檩条安装可以通过主次桁架的安装情况,分部进行安装。

9.1 H型钢屋面檩条截面较大,重量较重,采用两点对称绑扎起吊的方法吊装。由于弧型管桁架上无法站安装人员,采用移动式安装操作平台对H型钢檩条进行安装。

9.2 檩条的校正主要是间距尺寸及自身平直度。间距检查用样杆顺着檩条杆件之间来回移动,如有误差,用手拉葫芦进行校正。平直度用拉线和钢尺检查校正。调直后立即焊上临时拉杆,防止侧弯。

9.3 H型钢檩条吊装由跨边向跨中进行,檩条安装完毕后,尽快进行檩条拉条(杆)的安装,使其形成稳定体系,控制变形。

附图1 钢管柱安装工艺流程图

附图2 钢桁架安装工艺流程图

10.结语

无站台柱风雨棚工程竣工后,从基础、立柱、主次桁架、檩条、屋面、吊顶及焊缝等各项测试均满足使用要求,整体美观,达到了“大鹏展翅,一飞冲天”的效果。该工程经河南省“中州杯”奖评审委员会验收通过荣获2010年度河南省建设工程“中州杯”奖(河南省优质工程)。

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