基于轨道交通高架站主体屋面钢结构安装的实践性探索

何金节

摘 要：轨道交通是连接城市间的纽带，进而影响到城市经济的发展。预计到2020年，全国轨道交通运营总里程约六千公里。本文详细论述了合肥市轨道交通3号线高架车站主体屋面钢结构施工，对该项目主要亮点措施进行总结，旨在为类似工程施工提供借鉴。

关键词：轨道交通 钢结构 高架站

轨道交通高架车站是指区间及站台架空于城市路面以上，以高架桥梁为行走方式的轨道线路车站。轨道交通中高架线路具有节省投资、建设周期短、内部系统简单、出行舒适观景方便、投资概算少等优点。车站屋面安装建设是高架车站的重要组成部分，其技术难度大，制约因素多，本文以工程实例对该类工程展开研究。

1、项目简介

合肥市轨道交通3号线高架段含四座高架车站主体屋面钢结构施工，四座车站结构形式：学林路站、职教路站、大众路站、相城路站均为钢框架式，其中结构纵向柱距6.0m，横向最大跨度18.0m。钢结构柱采用箱型截面，梁采用H型和箱型截面，钢材材质为Q345B。高架车站主体钢结构顺桥向划分为1-12轴，其中两端悬挑，结构整体呈鱼腹式形状。主体框架结构由钢柱、主梁、次梁、挑梁、檩条组成，各节点采用螺栓及焊接连接。钢柱通过地脚螺栓连接在车站轨行区混凝土结构上，地脚螺栓由土建单位先行预埋。作为合肥市轨道交通首座高架段，其重要性不言而喻，对后续线路高架段具有引导意义。

2、安装前期准备工作

（1）钢结构安装前，应按构件明细表核对进场构件的数量。

（2）检查安装用的连接板、夹板、普通螺栓、高强度螺栓等是否齐备，钢构件在安装前应清除附在表面的灰尘、冰雪、油污和泥土等杂物。

（3）钢构件的钢柱、横梁、支撑等主要构件安装就位后，对不能形成稳定空间体系的应实施临时加固。

（4）钢结构的安装、校正应考虑外界环境（风力、温差、日照等）和焊接变形等因素的影响，并采取相应的调整措施。

3、项目施工方案

（1）根据施工方案，所需钢构件的最大长度为16米，最大重量为3吨，车站有效宽度22米，吊车的站位按照交通疏解方案封闭一侧道路主干道。钢丝绳吊钩与吊带扣好，构件起吊稳当后，吊车吊臂作业范围内应无作业人员。钢构件按各规格分开码放，枕木垫起离地20㎝。

钢结构安装，车站主体钢结构平面顺向分为1-12轴，横向分为A-D轴，钢柱为顺向两侧布置，单侧共计22根，间距5.55m。由于6、7轴中间有一道横向伸缩缝，为保证主体钢结构安装后的稳定性，防止因结构变形或吊装碰撞等影响造成坍塌事故，以1-6轴、7-12轴为两个施工区段，主体钢结构吊装顺序遵从以建立单元体连成整体的方法依次推进，钢梁为焊接H型钢，事先在钢构制作车间预制拼装好，水平运输到吊装位置附近。钢梁就位后，曲臂车靠近梁柱节点位置实施安装。顺桥向GL3梁长度5.5m，为焊接H型钢，单根重量0.6t，架设于两根钢柱之间，采取与钢柱同样吊装方式进行两侧吊装施工。

（2）主梁安装时吊车选型

通过钢梁顶标高与现状原地面标高对比，以及该起重机吊装间隙、锁具高度相加，高度：H=37.861m，得出吊臂分角α=59.87°，最重的钢梁为2.8吨。因而计算吊车在最不利情况下需要的臂长：

L=Hmax/sinα=34.466/sin59.87°=39.85m。

对照STS-500S型汽吊技术参数：主臂长43.5m，主臂长>L符合要求，回转半径为20米（根据现场情况而定）时起重能力Q=3.8吨>2.8吨，故选用此吊车满足吊装要求。

（3）钢立柱安装时吊车选型。由于职教路站、大众路站南侧均有10kv高压杆线通过，高压线距离车站边最小距离10.4m，为保证吊装过程中安全，对一侧有高压线通过钢柱吊装进行复核。

钢柱顶标高与现状原地面标高对比，以及该起重机吊装间隙、锁具高度相加，高度：H=24.551m，得出吊臂分角α=70.48°，最重的钢柱为1.5吨。因而计算吊车在最不利情况下需要的臂长：

L=Hmax/sinα=21.156/sin70.48°=22.45m。

对照STS-500S型汽吊技术参数：主臂长25.39m，主臂长>L符合要求，回转半径为7.5米时起重能力Q=19吨>1.5吨，且吊装过程中主臂与高压线水平距离4.03m～7.189m，垂直方向距离10.05～16.54m。满足吊装安全要求。

学林路站距离车站边缘：380v距离21.4m，10kv距离25.4m，110kv距离28.7m，满足吊装安全要求。

（4）吊具选型。根据本项目钢构件重量，最重的为钢梁，单个2.8吨，查工具书得知捆绑吊索安全系数为8～10，本案取安全系数为8。查表得知破坏最小拉力298KN。

由[F]=P/K=298KN÷8=37.25KN

最重钢梁钢丝绳所受拉力为： （0.5+0.5+2.8）÷2÷sin45=2.687t≈26.87KN（钢丝绳吊装夹角约为45度）

因为：钢丝绳所受拉力26.87kN<298KN÷8=37.25KN

拟选用钢丝绳为14m长φ21.5（6×37+1）-1700N/ mm2钢丝绳两根作为主吊装钢丝绳，二股受力本次选用的钢丝绳符合要求。

注：其余构件均小于本钢梁重量，故吊小段时采用同樣钢丝绳，在此不再核算。

4、项目亮点措施

本项目采取多项措施对施工进行控制，严格保证施工质量和安全，主要包括：充分利用计算机和信息化技术，为了加快施工进度，通过计算机辅助设计编制计划。在施工进度的控制中利用网络计划技术，根据收集的实际进度信息，比较和分析进度计划，利用网络计划的工期优化、工期与成本优化和资源优化的理论，合理调整计划。

5、结语

城市轨道交通建设关系城市经济发展的命脉，是社会效益及政治方面的共同需求。而轨道交通高架站主体屋面又是一项复杂的工程，它周期长、涉及专业广、施工工艺复杂以及易受外界环境及因素的影响等等因素，使得我们必须重视和加强对施工的管理。由上面论述，把握好施工技术与质量控制的平衡点，将工程保质保量完成;加强安全风险的管理，预防为主，降低或消除一切风险点，将项目建成精品工程、亮点工程。

参考文献：

[1] 环球职业教育在线.建设工程投资控制[M].中国建筑工业出版社，2012.

[2] 丁玉.城市轨道交通工程铺轨施工项目管理的重点[J].城市轨道交通网，2012，（8）：47-48.

[3] 林建庭.广州市轨道交通建设工程项目管理若干问题探讨[D].华南理工大学，2011.

[4] 王华伟.地铁车站施工现场安全管理研究[D].西南交通大学，2008.