铁路客站无站台柱雨棚维护策略探讨

刘忠海

（中国国家铁路集团有限公司，北京100844）

1 概述

铁路客站无站台柱雨棚（下简称“无柱雨棚”）在高铁客站中广泛采用。无柱雨棚以其高大宏伟的形象极大地提升了铁路客站品质，营造出宽敞、通视的站台层乘车环境，较好地改善了旅客出行体验，有利于塑造中国高铁的良好形象。但是，从应用于铁路客站的近二十年的实践看，无柱雨棚在运营过程中会产生一定的安全隐患，影响铁路运输。通过维护活动降低和消除无柱雨棚安全风险十分必要，确定合理的无柱雨棚维护策略十分重要。

2 无柱雨棚的主要安全隐患

2.1 围护结构零件脱落

屋面板、吊顶板、封檐板、伸缩缝盖板、金属压条、落水管、施工遗留物等零件在大风、振动等外力作用下脱落，或者因材料老化、腐蚀等原因自然脱落。脱落零件侵入线路造成列车停车、击打车体、卷入列车走行部。脱落零件接近或搭接接触网，造成接触网短路跳闸、接触网和承力索断线。零件脱落到站台上造成旅客人身伤害。

2.2 雨水系统漏水结冰

位于接触网上方的屋面天沟破损或落水管堵塞等原因造成天沟漏水，水流形成连续状态，连接接触网造成接触网放电。北方地区冬季雨雪冻融交替，漏水部位形成冰挂，脱落击打列车。

2.3 锈蚀

投入运营的铁路无柱雨棚钢结构存在较多的锈蚀，锈蚀部位主要是立柱、桁架等外露部分的构件。锈蚀一方面影响铁路客站形象，另一方面会削弱钢结构构件特别是轻薄构件的强度，形成结构的或者二次结构的失效问题。

2.4 主体结构安全问题

在地震、雪压、大风、火灾、振动、腐蚀环境等作用下，主体结构内部存在缺陷或薄弱的部位可能首先出现局部的破坏。局部的破坏进一步扩大引发更大的破坏。需要特别指出的是，无柱雨棚作为建筑物，其自身的主体结构安全是十分重要的，理应作为主要安全隐患来对待。但是，因为主体结构安全在法律层面、标准规范层面、实施层面都具有较高的保障程度，在不发生超出预期的荷载作用的情况下，主体结构失效的概率是比较低的。

3 无柱雨棚主要安全隐患成因分析

3.1 内部原因

3.1.1 无柱雨棚跨越铁路上方

对于一般的钢结构建筑，构件脱落不作为重要的安全风险看待。对于跨越铁路上方的无柱雨棚，构件脱落会直接导致铁路行车事故，脱落隐患上升为主要的安全风险。建设阶段质量卡控标准的导向与这一实际不相适应。围护结构的施工验收仅按一般的标准进行要求，没有给予更加严格的规定。应当针对线路上方可能影响行车安全的零部件规定更加严格的质量验收标准。

3.1.2 无柱雨棚是公共建筑

铁路客站是重要公共设施，人流密集，社会关注度高。无柱雨棚的病害隐患会造成旅客人身伤害的公共事件，同时影响铁路服务形象。也就是说，对于一般建筑可以不作为风险管控点的，对于无柱雨棚可能是管控的重点。

3.1.3 无柱雨棚围护结构连接材料的耐久性不高

无柱雨棚的围护结构主要包括屋面、吊顶、封檐及其支撑和连接构件。无柱雨棚围护结构连接采用的主要材料有结构胶、自攻螺丝、铆钉、方钢、角钢等。结构胶在室外环境下会不断老化，密封性能和粘合性能下降。自攻螺丝、铆钉的钉孔接触面因为钻孔时防腐层破坏，容易生锈，钻孔逐渐扩大，或者受到振动作用钉孔逐渐扩大，最终导致自攻螺丝和铆钉咬合性能下降甚至失效。方钢、角钢在焊口部位容易产生锈蚀，逐步扩大，降低杆件强度。围护结构连接材料的耐久性与主体结构相比差距较大，不均衡，在无柱雨棚的全寿命周期内，围护结构必然存在若干失效过程。中国无柱雨棚多集中建成于“十二五”时期，围护结构连接材料失效问题有较大规模集中发生的可能性，对运输造成较大干扰，届时整治修复压力较大。

3.1.4 其他因素

如钢结构立柱防火涂层在室外环境下的适用性问题，雨水系统在严寒气候下的适用性问题，客观条件造成的不同程度的设计和施工缺陷问题等。

3.2 外部原因

外部原因主要有如下几个方面：①大风、雨雪等天气诱发性能下降的零件失效、破坏、脱落；②列车运行产生的振动能够形成疲劳性破坏，列车风诱发零件失效、脱落；③沿海地区、工矿重污染区环境腐蚀性强，加速钢结构破坏。

4 当前无柱雨棚维护存在的困难

4.1 维护技术不成熟

无柱雨棚是中国高铁发展过程中的重要创新成果，在国内的产生和应用时间不长，需要在实践中不断完善。相应地，相关维护技术也需要不断创新和完善。维护部门对于无柱雨棚的认识和理解也需要一个过程。目前尚未形成无柱雨棚维护的全套技术体系，维护活动缺乏技术遵循和统一标准，维护效果和质量难以管控。

不少无柱雨棚设置了健康监测系统，但运用效果不理想。一方面无柱雨棚健康监测系统在建设和验收过程缺乏系统的、专业的评估和监督，不同的无柱雨棚健康监测系统功能和效用水平不一；另一方面，维护部门对于健康监测系统的认识还有待加深，管理应用相关制度还不健全，相关技术储备还需要一定的时间。

无柱雨棚零小维护性涂装尚未开展，零小维护性涂装可行性和实施方案尚无成熟的验证过程。什么条件下可进行重新涂装，什么条件下必须实施维护性涂装，尚无管理规则。“小病不治，酿成大病”、大修列支缺乏技术依据等问题在无柱雨棚钢结构涂装维护上比较突出。

对处于隐蔽部位的围护结构连接件状态不掌握。缺乏隐蔽部位检查鉴定的技术方案或工作标准。为防止不良后果发生，应当在构件达到一定的损耗时实施预防性维修。应当达到的损耗程度就是维修标准，是维修整治项目立项的依据。构件技术状态不掌握，又无维修标准，申报的相关整治项目难以立项，隐患进一步扩大，陷入恶性循环。

曾提出委托具备专业资质的检测机构对现有钢结构进行鉴定，根据鉴定结果立项维修。有以下三方面困难：①达到什么样的条件可以委托专业机构实施检测鉴定，尚无标准；②委托检测鉴定哪些内容，遵循什么标准，怎样具有针对性、有效性，本身就是一个值得研究的问题，要避免盲目委托；③受委托单位的工作质量如何，铁路企业内部缺乏评价的能力和验收的标准。

4.2 维护活动受列车运行限制

对于一般的钢结构建筑，维护活动不受限制，能够及时消除隐患和风险。对于无柱雨棚，因为跨越铁路上方，维护活动必须在维修天窗时间内进行，天窗时间多数在夜间，光线较差，一般在2 h以内，时间较短，维护活动受到较大限制，风险隐患难以及时消除，风险隐患的积累效应凸显。

4.3 维护成本压力大

无柱雨棚是站场设施，属于客运技术设备，直接服务铁路运输，对于行车安全和客运服务的影响是直接的、重大的，其成本保障应当区别于其他间接为运输生产提供服务的房屋建筑物。根据铁路《运输成本费用管理核算规则》，无柱雨棚统一划入房屋建筑物，维修成本一律列入了“房屋建筑物维修”的间接生产费科目。比较不同类型的站台雨棚，无柱雨棚维修成本明显偏高，对经营效益产生不利影响，导致无柱雨棚维修支出决策难度大。

5 无柱雨棚的维护策略

5.1 建设阶段

建设阶段应做到以下几个方面：①立项阶段综合考虑新建线路当地经济发展水平和线路运营经济效益，是否能够承受无柱雨棚后期维护成本，开展必要的经济性评估，慎重立项。②针对影响行车安全的部位，提高设计和施工标准，确保高可靠性、高耐久性，更加简统化。③注重吸收运营阶段经验教训，不断优化设计。④接管单位强化提前介入工作，制定接管标准，补强设计和施工标准中的不足，必保影响行车安全部位质量达标。开通前，开展全面检查评定，排查出存在缺陷，针对性整改。⑤完善图纸资料，建立电子图纸，隐蔽部位拍摄施工工艺视频，建立BIM模型。

5.2 运营阶段

运营阶段应做到以下几个方面：①以围护结构为重点，实施预防性维修，提升设备本质安全。维修过程注重吸收最新的无柱雨棚设计成果，对早期不合理的部件逐步升级、优化和改造。②对于早期无柱雨棚，对照图纸开展一次细致核查，查清所有与设计不一致的缺陷。③重视健康监测系统的运用和维护，特别要理清背后的安全责任。发展围护结构的检测监测技术。④开展围护结构零件脱离破坏机理研究，构建微观力学模型，大量分析实际案例，寻找破坏规律，为预防性维修和精准维修提供依据。⑤构建无柱雨棚维护技术标准体系，包括检测检查作业标准、维修鉴定标准等。标准可分层级编制，由上而下逐步细化，可分成单项制定，如涂装技术标准、隐蔽部位检查标准、龙骨维修标准等。应当体现设备实际，必要时“一站一案”。标准内容要具有科学性，必要时开展试验验证和科学研究。⑥铁路企业内部强化相关技术人才的培养和吸收。