高铁车站雨棚金属屋面质量治理

刘果，于向涛，安海强，高儒华，韩德树

（1.中铁四局集团钢结构建筑有限公司，安徽 合肥 230088；2.中国中铁股份有限公司，北京 100039）

1 引言

高铁车站作为城市重要的交通枢纽，人流量大，安全要求高，在一段时间内，高铁车站采用大跨度的钢结构雨棚取代了传统的钢筋混凝土雨棚，与之配套的为金属屋面围护体系。车站雨棚金属屋面不同于常规金属屋面，其所处环境复杂，列车通过时不仅产生振动，还产生风吸效应，加上强气流及室外风雨雪等自然环境影响以及设计、施工等方面存在的缺陷，造成金属雨棚屋面板出现松动等诸多安全隐患，导致雨棚屋面板脱落影响列车运行安全甚至引起事故。车站雨棚屋面存在的各种质量安全隐患和问题，应通过提高设计标准、保证施工质量，加强日常维修保养、定期检查、专项检查等一系列措施，及时发现隐患、消除隐患，确保车站雨棚使用功能，为车站日常安全运行奠定基础。

2 高铁车站雨棚金属屋面质量问题现状

从2005年开始我国加大了高速铁路的建设速度，先后建成了一大批铁路车站和跨度大、造型美的无站台柱钢结构雨棚。但由于无站台柱雨棚在我国推广时间短，在设计、施工及建设管理方面均有待进一步提高，这些雨棚施工完成后难免存在一定的质量问题。经过调研分析，站台雨棚金属屋面的病害主要如下：

①雨棚金属屋面体系设计标准不统一，目前，针对高速铁路金属屋面的设计标准和规范尚未形成，导致设计单位对高速铁路雨棚金属屋面的设计认识不一、理解存在偏差，参照或直接使用工业厂房及公用建筑的设计标准，且考虑高铁站台雨棚金属屋面的特殊性不足，从而影响金属屋面体系的设计质量；

②环境对车站雨棚金属屋面的牢固性产生极不利影响，车站雨棚多处于室外空旷地带，常年承受风力；其次，列车高速通过车站雨棚时，产生极强风吸；再者，列车通过时产生振动，金属屋面固定用螺栓、自攻钉等长期处于动荷载作用下。加之车站雨棚下站台为人流密集场所，正线上方为接触网，一旦金属屋面系统构件脱落，将对站台上的旅客造成生命威胁，同时对列车的正常运行造成威胁。

③车站雨棚金属屋面结构自防水性能差。车站雨棚金属屋面为刚性屋面，且无卷材等附加防水层，依赖于自身防水，越来越多的雨棚金属屋面出现渗漏，且经过多次维修后仍难以从根本上解决。

④屋面构配件防腐措施不到位。车站雨棚金属屋面构配件主要包括金属屋面板、固定支座、自攻钉、屋脊板、泛水板、天沟等，除天沟外，多采用钢制产品，经过多年环境侵蚀，车站雨棚金属屋面构配件锈蚀问题越来越严重。产品防腐措施不到位，直接造成构配件的锈蚀，构件锈蚀一方面对雨棚安全造成隐患，另一方面影响美观。

3 高铁车站雨棚金属屋面质量问题原因分析

3.1 相关设计、施工的规范标准不完善

车站雨棚屋面面板、吊顶板等装饰工程缺少专门设计、施工及验收规范，仅在《民用建筑设计统一标准》提及“雨棚”概念，不具有专业针对性；《钢结构工程施工质量验收规范》未充分考虑铁路行车等振动、风吸对雨棚的影响；没有相应针对雨棚在运营阶段进行检查维护的相关技术标准规定，雨棚装饰检修频次、范围、内容等并未列入标准规范。当前对设计具有较强指导意义的《铁路旅客车站细部设计》一书，主要针对建筑构造设计做一些细部要求，相对结构节点的安全性和整体的计算规则未作具体要求。

3.2 设计方案不周全

①车站雨棚屋面设计材料的选择决定了其使用年限。材料的优劣与成本密切相关，受预算的限制，雨棚屋面材料的选择具有较大局限性。目前，初步设计阶段未充分考虑材料的使用年限及达到后的维修或更换造价；设计选材不合理，偏重于外在美观，没有充分考虑材料的耐久性和可靠性；没有考虑选用材料易受外界气候影响和列车高速进出站产生的振动影响而产生变形等不利因素。

②围护结构的设计计算在设计期间往往被忽视，在高速铁路发展初期由于规范和经验的缺乏，此部分设计往往交由施工单位或厂家进行深化设计，因相应单位的能力水平参差不齐，最终直接影响围护结构的成品质量。部分深化设计没有结构计算书，没有详细的施工节点详图。在雨棚屋脊、伸缩缝、封檐板、檐口、天沟及封堵、吊顶等部位尤其薄弱，无法指导施工。设计时对台风、大风等极端天气、特殊环境下的安全系数考虑不充分，屋面设计风荷载、雪荷载的取值偏低。高铁雨棚长期使用在高速、高压的特殊环境下，设计的安全等级（标准）不足。设计未考虑全寿命使用阶段，站房、雨棚的屋面和吊顶日常维护或突发异常情况时的上人设施和检修马道。

3.3 预算造价与市场脱节

①铁路定额很长时间内没有进行修订调整，特别是地材和人工费的逐年提高，在总投资额不变，屋面板、吊顶板等安装造价相对逐年降低的情况下，材料品质选择就会下降，势必对铁路站房、雨棚等质量造成冲击。

②我国高铁设计里程长，跨越省份多，地区经济发展差异大。铁路建设采用的是全国统一的定额模式，使用的是全国平均水平作为基数，导致投入不平衡。在经济不发达地区由于材料费和人工成本相对较低，在同等投入的情况下，质量有保证，反之在经济发达地区质量就无法得到保证。

3.4 施工有效工期压缩严重

很多铁路线站房设施施工工期都比较紧张，大部分为既有线施工，地方政府和铁路部门都希望能够尽快投入运营。

①受前期征地拆迁滞后的影响，装饰阶段工期节点均滞后，在确保原工期的情况下，盲目抢工期现象普遍存在，对施工质量造成影响严重。

②铁路施工工期受春运影响严重。铁路建设大部分工程都要求春运来临之前要投入使用，导致很多设施“带病”移交使用。春运持续时间比较长，春运期间大部分既有线工程均处于停工状态，缩短了有效施工时间，导致有效工期很短。

③既有线车站施工要点作业时间不足。既有线车站施工需要要点施工时，手续繁琐，配合单位较多，导致要点施工审批时间与实际有效施工时间存在较大差距，严重侵蚀有效作业时间，从而导致压缩工期、抢工的不利局面。

3.5 质量管控不严格、不到位

①建设单位在进入装饰阶段，由于没有精细的设计图纸、准确的参考标准，存在多头管理，不同的业主对装饰的要求标准不同，造成返工现象较为普遍。

②施工单位质量管理专业人员数量不足，隐蔽工程自检不到位，存在未验收就隐蔽的现象；装饰阶段工序繁杂，各专业交叉施工多，存在反复拆、装现象，对屋面、吊顶质量影响较大。

③监理单位在进入装饰阶段，工序繁多、点多面广、隐蔽工程较多，监理人员数量明显不足，不能满足旁站需求。

④铁路局质量监督单位，对于装饰阶段的控制不够严格，存在重结构轻装饰的现象。试验检测机构采取的是静态取样试验的方式，不能够完全体现工程实际质量。

⑤接收和使用管理单位竣工验收把关不严，为了早日开通，普遍存在带病接收现象，造成质量隐患。

3.6 运营维护不到位

车站雨棚使用过程中设备管理单位日常检查不到位，未及时发现产品质量问题或者存在的隐患。车站及设备管理单位缺乏专业的日常检查、维护管理队伍和人员。站台雨棚等设备设施只用不检或少检，质量安全隐患难以及时发现并消除。缺乏专业检查维护标准或规范，设计单位、施工单位未提供相应的维修、保养技术资料，无各种材料的使用年限、更换时限、更换方法、日常养护等日常检查维护管理指南或手册。日常检查维护时间难以保证，对雨棚、吊顶等的日常质量检查维护要求光线良好，但白天高铁行车密度大且接触网无法停电，很难在白天要天窗点进行检查维护；夜间天窗点时间短，光线条件较差，不利于登高检查质量和检修作业。部分雨棚屋面系统没有设置检修爬梯和检修马道，检修条件不足，日常保养维护不到位。缺乏适用的、安全可靠的登高作业设备。

4 高铁车站雨棚金属屋面质量问题预防措施

针对存在的问题，分别从法律法规、设计标准、质量控制、运营维护等方面采取如下措施，有效提高雨棚金属屋面的质量、消除安全隐患。

4.1 完善规范标准

健全高铁雨棚的设计规范、施工规范、质量验收规范，明确相应技术参数的取值标准；健全高铁建筑物围护结构的相应设计规范，明确围护构件的计算规则和标准化的构造措施。编制实用性的图集。

4.2 完善规章制度

建立高铁工程质量责任追究制度。强化建设、设计、施工、监理和维管单位在工程质量中的各自主体责任，建设、设计、施工、监理、维管单位和其项目负责人应分别出具相应的质量保证承诺书，促进各方主体单位和主要负责人高度重视高铁建设工程质量和维护使用质量安全，从源头上杜绝质量缺陷。明确各方职责，对因履责不到位导致发生质量安全事故或重大质量安全隐患的，应追究相关责任单位和人员的行政责任、刑事责任。

制定铁路设施重大隐患奖励制度，调动相关单位积极性，铁路设备设施检查维护单位绩效考核依据发现及解决隐患问题的数量和质量而定。

4.3 提高设计标准

雨棚金属屋面要提高设计标准，满足抗风等级和安全冗余，提升围护结构的设计水平。充分发挥大型综合设计研究院和专业技术设计研究院的各自优势，大型设计院重点任务聚焦在主体结构方案上，减少因围护结构设计任务分化设计人员精力以至于削弱设计能力；围护结构可由专业的设计单位承担，并独立完成审图和签图。设计要充分考虑高铁运营在高速、高压情况下的特殊要求，对高速动车组通过的车站雨棚、吊顶进行风洞和风揭试验，提高设计标准，提高安全冗余。

完善深化设计审核程序，有深化设计必须进行设计方案审查，重要节点须经设计单位审核确认；细化节点施工图,确保每一个连接都要有设计方案。对于影响结构安全和质量的屋面系统和节点详图设计，必须由设计单位完成施工图设计，严禁以施工单位的深化设计图或加工制作图代替设计单位的施工图。同时，设计单位对施工单位提出明确的加工制作设计要求，确定技术缺口的深度。

4.4 修订工程定额标准

及时修订并细化工程定额，预算造价要与时俱进。高速铁路定额要按照不同区域，结合当地发展水平，制定针对性、适用性的定额标准，充分考虑环保政策、区域材差、人工差价，充分考虑造价对工程质量的影响，从源头上确保工程质量。

4.5 合理确定建设工期

建设单位应制定合理工期，施工工期跨越春运期间的要适当延长工期。充分考虑有效施工时间，严禁因为春运或者其他原因随意压缩工期提前投入使用。根据现场实际施工进度合理调整施工工期，确保施工质量与工期冲突时要优先确保质量，做到“质量服从时间”。施工要点手续要根据不同施工内容、施工部位区别对待，对于不影响行车安全的情况下，简化要点程序，或者采用封闭施工，不按照既有线安全管理规定组织施工。

4.6 严格控制施工质量

根据铁路的设计级别，明确装饰设计标准和用料的规格、品种、颜色等质量参数，做到施工有依据、验收有参考。铁路局质量监督单位，应重视装饰阶段的质量监督，加强对隐蔽工程的质量监督力度，制定相应文件，要求样板先行、首件必检，规范施工单位的质量行为。施工单位的项目管理机构要设置专门的质量管理部门，配备足够数量、相应专业的质检人员，确保装饰工程质量可控；应加强隐蔽工程的管理力度，未验收严禁进入下道工序；合理组织施工，尽量避免各专业交叉施工，严禁颠倒工序施工。明确接收和使用单位的验收责任，接收和使用单位要派专职验收人员对接收前进行全面验收，确保工程的质量安全。

4.7 做好运营维护

编制高铁运营阶段建筑物日常检查维护标准，规范日常维护管理行为。设计单位、施工单位要提供完善的竣工资料和专业维护手册，明确雨棚等建筑物主体结构和屋面、装饰工程的设计使用年限和保修期，为设备管理单位对雨棚金属屋面等装饰项目的具体维修周期、维修方案提供指导性意见。铁路行业主管部门编制适用于高铁站房、雨棚日常维修保养的专用登高作业设备的制造、使用标准。

推行铁路集团公司房建设备管理单位提前介入工作，发现问题及时整治。房建设备管理单位在工程验收前成立提前介入工作小组，在现场驻点对金属屋面板施工的每一个工序进行检查、验收、记录，建立问题库，并及时向建设单位通报存在问题，要求限期整改，并对已整改的问题进行逐一销号。

5 结语

高铁车站雨棚金属屋面所暴露的各类问题，不仅影响到结构安全、使用功能，还影响建筑的美观性。早期建设项目随着时间的推移，金属屋面材料逐渐达到了使用寿命，所暴露的问题将会逐渐增多，个别问题还比较严重。另外，维管单位相关人员因专业性不强，设备缺少，在日常维修及保养过程中难以达到目的，维修保养不到位，也加剧了问题的进一步恶化。这就要求铁路管理部门进一步完善规范和设计标准，制定合理的造价和工期，严格控制施工质量，制定完备的维修保养体系，确保高铁车站在全寿命周期中，各方责任主体单位分工把关，通力配合，注重实效，在组织上更严谨有序，在实施中更细密详实，这样才能切实消除铁路客站雨棚质量隐患，确保行车和旅客安全。