城际铁路高架车站雨棚钢结构施工技术与质量控制研究

王伟

（中铁二十二局集团第五工程有限公司，重庆400700）

1 引言

随着城际铁路的发展，铁路车站站房相配套的站台雨棚也大量涌现出来，根据车站的规模、乘客流量的不同，车站站台的规模及站台雨棚的结构形式、建筑造型也不尽相同[1]。而钢结构施工逐渐应用到建筑工程中，有效利用钢结构能够促进建筑工程领域的发展，为社会的发展提供坚实的基础和保障。

2 工程概况

珠三角城际新白广XBZH-3标项目部涉及高架车站共4座，站台雨棚形式均采用钢结构，结构体系钢框架结构，由钢柱、钢架、钢梁组成。结构整体长为210 m，宽为32～41 m，沿纵向有16榀钢架，钢架间距有主要为13.15 m和14 m两种。钢架及钢梁均采用等截面H型钢与钢架柱刚接；钢柱采用焊接圆形截面，柱底与站台层采用外露式柱脚螺栓连接，并进行柱脚混凝土保护。雨棚檐口高度距站台顶面为6～7 m不等。

3 钢结构的特点

3.1 质量轻、性价比高、承重能力强

由于钢结构自身质量较轻，体积较其他建筑材料更小，能够大幅度扩大建筑的使用面积，节省所构建筑的空间。同时，也因其强度比较高，在承受作用力的同时能将其分散出去，最大限度地提高自身的承受能力和抗震能力。性价比高于市场上其他类型结构。

3.2 结构的可塑性和韧性强

钢结构作为整个建筑物的骨架，分布在建筑中的各个部分，所受结构压力巨大，若想达到整个建筑标准的结构受力要求、提高建筑的牢固性，要求钢结构必须拥有较强的韧性和可塑性。钢结构的可塑性特点可增强整个建筑物的承载能力，并依靠强大的拉应力保证建筑中的混凝土不会出现开裂的情况[2]。

3.3 绿色可持续性

受到环境问题的影响，绿色建材逐渐受到各方重视，在施工过程中也倡导将污染的程度降到最低。而钢结构与传统的混凝土材料相比体现出很大优势，符合绿色建筑的要求，钢结构装配式建筑能大大缩短整个建筑的施工周期和提高构件的二次利用率，如在施工过程中所多出来的“边角料”进行二次加工、二次利用。建筑钢结构符合现阶段国家提倡的可持续发展的理念，做到真正的绿色建筑。

3.4 耐火性及耐腐蚀性较差

1）钢结构耐火性较差，相比普通混凝土，钢材本身导热系数高，如遇发生火灾等情况，钢材表面温度达到600℃，本身的强度与刚度将会引起脆性破坏，从而导致倒塌等安全风险。

2）钢结构耐腐蚀性较差，由于钢材长时间裸露在外界环境中，与大气中的氧产生氧化反应，在表面形成氧化铁皮，会对钢结构的耐久性造成一定危害。故须对钢结构材料进行防腐防火涂装处理。

4 钢结构施工技术

4.1 钢柱安装施工技术要点

1）在钢柱吊装前，根据施工图纸进行测量定位，检查柱脚基础预埋件的螺栓轴线、中心偏移、丝杆外露长度、柱脚支承面标高、螺栓间距等，发现不符合设计情况时及时制订解决方案，报设计单位及监理单位确认。

2）测放基础平面的基准线（纵向和横向），测量时应按同一基准线进行测量而不能随意转变基准，以便给钢柱底板的安装提供参照基准。并根据单构件质量及结构形式综合考虑配备适宜汽车吊，利用该设备吊装立柱，柱顶设置吊点，遵循缓慢、匀速的起吊原则。

3）正式吊装前应进行试吊作业，将吊物缓慢吊起10～20 cm暂停，全面检查吊装设备的运行情况，发现异常及时解决。正式起吊立柱时先稳定在基础上方，吊车缓慢匀速下降，并及时调整柱底，使其置于设计位置，随即拧紧地脚螺栓螺母，保证其紧固力符合要求。

4）钢柱吊装期间加强对垂直度和标高的检测与控制。采用全站仪对准底座基线，保证柱子呈垂直的状态，此后对柱子采取固定措施。

4.2 螺栓连接技术要点

螺栓连接技术是钢结构安装中最主要环节，材质分为普通螺栓及高强螺栓。本工程采用高强度大六角头螺栓和普通C级螺栓，螺栓连接通过螺栓和螺母之间的咬合实现，工作前应开展螺栓抗滑移试验工作，确保规格、性能均要满足要求。安装阶段螺栓入孔后不可强制性敲打，否则易导致高强螺栓受损。高强度螺栓的安装应按特定顺序施拧，宜由螺栓群的中央向外拧紧，并在当天终拧完毕。

为减小先拧和后拧的高强度螺栓预拉力的差，其拧紧分为初拧和终拧2步。初拧的扭矩值不小于终拧的30%，终拧的扭矩值应符合设计要求。在分阶段依次施拧后，可以有效减小各高强螺栓的预应力差值，避免局部质量差异化过大的问题。最后依据相关规范利用扭矩扳手开展复测工作，确保紧固到位。

4.3 钢结构焊接施工技术

钢结构焊接技术其发生过程主要集中在加工厂制作阶段，通过原材钢板、型钢、圆钢等进行焊接而成，现场焊缝主要集中在构件之间的连接处，焊缝较短。焊接技术通用性广泛，技术成熟。多样化的焊接方法使得各部位的焊接延性与强度均得到了保证，在焊接操作中，手工电弧焊、自动焊、半自动焊、埋弧焊等焊接技术保证钢结构总体质量。钢结构的设计耐火极限应符合现行国家标准，焊接过程中易产生高温，高温对钢结构内部产生质变，引起脆性断裂等情况。在焊接作业前应根据规范及设计要求，对焊接材料的品种、规格、性能等应符合国家产品标准和设计要求，对焊接质量要做工艺评定，焊后要进行焊接观感检查及探伤检测，保证焊接质量。

5 钢结构质量控制研究

钢结构本身是一门专业技术很强的学科，作为施工单位来讲，主要是解决施工工艺（技术）、施工组织（管理）问题。施工工艺从原材料制作、安装等各工序去了解关键点。施工组织管理是相通的，了解其本身特点就能注意管理关键点。本文就质量控制从以下几点展开论述。

5.1 原材料制作质量控制

原材料是整个工程的重要组成部分，质量控制最主要就是控制原材料质量。钢结构施工材料从型号及性能必须满足设计及规范要求，并在进场前附有质量证明相关合格文件，进场后及时进行复试。由于钢结构加工主要在加工厂集中加工，对钢结构质量需派专业技术人员驻地与工厂人员对接方案，既能把控原材料质量，也能控制加工周期，同时也防止了不合格品钢材混入施工现场。

在确保原材料质量合格后，钢构件主要通过焊接手段进行拼装制作，焊接之前需做焊接工艺试验，测出实际焊接收缩系数，指导实际焊接工艺。而对零部件严格意义上应按照设计图纸进行准确放样切割，但由于现场预留基础存在不同误差或者设计后环境发生变化，需根据现场实际情况在不影响质量的前提下优化制作，确保尺寸与现场实际相符。

5.2 钢结构安装质量控制

钢结构质量的好坏除材料合格外、制作精度外，还要依靠合理的安装工艺。安装技术是综合性技术，需掌握钢材材质、节点构造、加工工艺流程、焊接、高强螺栓工艺、彩色钢板、防腐与防火等[3]。安装前应根据构件荷载、场地条件、设备工况等进行经济必选，合理选择吊装方案和起重设备。本工程纵向每4个轴作为1个单元板块推进，竖直单元遵从从下到上的原则进行。吊装顺序为钢柱→钢架→钢梁→檩条→拉杆→屋面板。

钢构件吊装前已通过现场实际测量情况准确制作，但在吊装过程中应采用同一测量基准，控制好轴线及垂直度，防止测量误差导致钢梁螺栓定位不准，造成安装困难。安装过程中合理确定吊点位置，并对钢构件进行保护，防止钢构件损坏，并在安装完成后及时进行防腐、防火涂装，涂装材料密封贮存于干燥阴凉处，避免受潮、冰冻、高温及烈日暴晒，严禁开封后的涂料长期贮存，要在涂料的保质期内使用。涂装工作不得在雨雪天气进行，须合理组织，保证涂装质量，避免二次返工。

6 结语

综上所述，在社会经济日益发展的背景下，城际铁路成为重要的联通渠道。对于高架车站雨棚钢结构，其具有经济高效、结构稳定、美观等特点。钢结构的施工过程具有多样性，任何一道工序都将影响钢结构的整体质量。因此，将精细化管理落到实处，从前期策划、技术方案、人员职责、现场管理等方面把控焊接、吊装、螺栓连接等施工技术要点，最终通过检测方式进一步确保建筑钢结构工程施工质量优良。