西安北站上部钢结构吊装施工技术.pdf

2 0 1 2年 8月 第 3卷 第 4期 高速铁路技术 HI GH SPEED RAI LWAY TECHNOLOGY No ． 4． Vo 1 ． 3 Au g． 2 01 2 文章编号 1 6 7 4 8 2 4 7 2 0 1 2 0 4 0 0 7 8 0 4 西安北站上部钢 结构 吊装施工技术 薛秋 生 西安铁路局第一工程指挥部， 西安 7 1 0 0 5 4 摘 要 西安北站工程在地下一层顶板施工完成后 ， 铺设 4道垂直于轨道方向的钢路基箱通道作为吊车的走 行通道。钢结构吊装采用 4台2 5 0 t 履带吊车进行从 P轴向南退步安装， 完成南区站房结构后转场至北区进 行施工。吊装过程对吊车走行路线进行加固， 直接或间接通过设置在混凝土主梁下的加固支撑结构将吊车履 带压力传至混凝土基础或回填土层 ， 在保证结构楼板、 梁、 柱等已施工的地下结构的安全条件下顺利的完成了 吊装工程 。 关键词 钢结构 ；吊装 ； 施 工 中图分类号 T U 7 5 8 ． 1 1 文献标识码 B Ho i s t i n g S k i l l f o r S t e e l S u p e r s t r u c t ur e 0 f Xi ’ a n No r t h S t a t i o n XU E Q i u - s h e n g F i r s t E n g i n e e r i n g H e a d q u a r t e r o f X i ’ a n R a i l w a y B u r e a u ， X i ’ a n 7 1 0 0 5 4 ， C h i n a Abs t r a c t Fo l l o wi n g t h e r o o f i n s t a l l a t i o n f o r t h e u n de r g r o u n d fi r s t s t o r e y i n Xi ’ a n No r t h S t a t i o n f o u r s t e e l r o a d b e d b o x c h a nn e l s f o r r u n n i n g c r a n e a r e l a i d v e rti c a l l y t o t h e t r a c k d i r e c t i o n．Fo u r 2 5 0 t c r a wl e r c r a n e s f o r h o i s t i n g s t e e l s t ru c t u r e s a r e mo u n t e d a t t h e P a x l e b a c k wa r d s t o t h e s o u t h e m d i r e c t i o n，t h e n mo v e d t o n o rth s e c t i o n f r o m s o u t h s e c t i o n whe n fi n i s h i n g t a s k s t h e r e ． Th e p r o c e s s o f h o i s t i n g ma k e s t h e r un n i n g r o u t e s t a b l e wh e n t h e p r e s s u r e fro m c r a wl e r b e l t i s d e l i v e r e d t o c o nc r e t e ba s e o r b a c k fil l b y t h e b r a c i n g u nd e r c o n c r e t e ma i n g i r d e r i n a d i r e c t o r i n d i r e c t wa y．A p e rfe c t h o i s t i n g pe rfo r ma nc e i s s e c u r e d u n d e r t h e c o n d i t i o n o f a s a f e u n d e r g r o un d whe r e s t ruc t ur e s s u c h a s fl o o r s，g i r d e r s a n d c o l u mns a r e we l l c o n s t ruc t e d． Ke y wo r d ss t e e l s t ruc t ur e；h o i s t i n g；c o ns t r u c t i o n 1 工程概况 西安北站站房 总建筑 面积 3 3 ． 8万 n l ， 站场设计 规模为 1 8台 3 4线 ， 建筑总体量 东西 向宽 1 8 2 ． 5 0 m， 南北 向长 5 2 2 ． 3 8 I l l ， 如图 1 所示 。 西安北站站房 0 ． 0 0 0以下分为 2层 ， 负一层 为 国铁出站层 标 高 一9 ． 2 5 0 、 城市南北联 系通道及地 铁进站广厅 ， 负二层 为地铁 站 台层 标高 一1 5 ． 0 0 。 0 ． 0 0 0以上分为 2层 ， 一层为站 台层 标高 0 ． 0 0 0 ， 二层为高架候车层 标高 9 ． 9 5 0 ， 最高点 4 3 ． 6 m， 檐 口高度 2 9 ． 3 m， 如图 2所示。西安北站房上部主体工 程为钢结构 』 ， 钢结构工程主要 以钢 管柱、 H 型钢轨 收稿 日期 2 0 1 2 4 2 1 7 作者简介 薛秋 生 1 9 7 7 一 ， 男 ， 工程师 。 图 1 西安北站站房鸟瞰图 道梁、 楼面钢桁架及屋盖钢网架组成 ， 地下通道主要钢 结构构件为钢管柱 、 H型钢轨道梁 ； 站房主要钢结构构 件为钢管柱 、 楼面钢桁架及屋盖采用多点支撑的折板 空间 网格结 构 网壳 。主 站房 上部 钢 结 构重 量 约 为 5 7 06 6 t 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 薛秋生 西安北站上部钢结构 吊装施工技术 2 0 1 2年 8月 图 9 工作状 态 3示意 图 图 1 0 工作状态 4示意 图 几种状态下吊车履带压力计算结果如表 1 所示。 表 1 不同状态下 吊车履带压力计算结 果汇 总表 工况 f ， 1 0- 0 “ 4 k N／ m k N／ m f k N／ m k N／ m 空载状 态 1 6 3 ． 3 4 7 5 ． 7 9 1 6 3 ． 3 4 7 5 ． 7 9 状态 1 1 3 8 ． 6 0 1 3 8 ． 6 0 1 3 8 ． 6 0 l 3 8 ． 6 O 状 态 2 1 5 ． 8 4 2 6 1 ． 3 3 1 5 ． 8 4 2 6 1 ． 3 3 状 态 3 1 8 7 ． 7 4 1 8 8 ． 9 3 8 8 ． 2 4 8 8 ． 4 4 状态 4 7 4 ． 7 8 2 6 5 ． 6 1 1 1 ． 5 6 2 0 2 ． 3 9 4 吊车行走通道加固措施 根据吊装方案 ， 吊车行走通道下 吊车履带对地压 力荷载较大。为了预防实际施工过程中非预期荷载工 况 的产生 ， 防止施工荷载对 已建成 的地下通道 的框架 梁 、 柱及楼板结构产生不可恢复的破坏 ， 并保证上部及 地下通道内施工作业人员及机械的安全 。需要对下部 已建结构进行加 固。因此除了选择满足变形条件 的路 基箱 ， 还需要对地下结构进行支撑加固， 并对支撑钢梁 进行承载能力及正常使用状态下的结构分析验算 ， 以 保证施工过程 中已有结构的安全。 吊车走行通道加 固的原理是直接或间接通过设置 在混凝土主梁下的加 固支撑体系直接将 吊车履带压力 传至混凝土基础或回填土层， 不利用原结构楼板、 梁、 柱本身的抗弯 、 抗压能力来承受上部施工荷载。根据 站房各分区 如图 4 0 ． 0 0 0以下结构形 式不 同， 各 分区吊车走行通道 的加固措施如下 。 4 ． 1 I区加 固措施 站房 I区加 固措施是在地下通道混凝土顶板上方 标高为 一 2 ． 5 0 0 m 铺设 支撑便桥 ， 便 桥结构上部铺 设箱形路基板 ， 吊车行走在箱型路基板上， 便桥结构通 过钢结构立柱支撑于顺轨向 东西向 的轨道梁上。 在 I 区混凝土顶板上搭设便桥结构主要基于以下 2个原 因 1 1 I、 I V区位于 I区和 Ⅱ区的南北两侧 ， 而 I区 和 Ⅱ区吊车行走结构层标高为 一 2 ． 5 0 0 i n ， 1 1、 IV区吊 车行走结构层顶面标高为 一 0 ． 0 6 0 ， 吊车工作过程 中从 北往南行走 ， 在各区分界处无法通行。因此， 在 I区和 Ⅱ区搭设便桥结构 ， 使各 区吊车行走的路基箱顶面标 高相同， 方便 吊车通行 。 2 规范要求 ， 预留钢筋不允许弯折。而在本工 程 I区 一 2 ． 5 0 0 i n顶板以上是站 台混凝 土结构 ， 顶板 混凝土施工过程中预留有站台柱及站台侧墙的预留钢 筋。因此 ， 为了给预留钢筋留足空间， 避免路基箱直接 压在混凝土板上导致预留钢筋弯折 ， 必须通过搭设便 桥解决此问题 。 4 ． 2 Ⅱ区加 固措施 Ⅱ区主要结构物是地下通道 出站楼梯 ， 吊车在 Ⅱ 霎 嚣 嚣 釜 裳 口 工 完 成 的 楼 梯 造 成 破 坏 ，在 吊 车 运 行 路 线 上 架 设 施 工 一 便桥 ， 跨越进站楼梯 ， 在上部铺设路基箱 ， 吊车行走在 路基箱上。 4 ． 3Ⅲ、 1 V区加 固措施 在 Ⅲ、 Ⅳ 区路基板直接铺设 于混凝 土顶板上方。 路基板两端通过混凝土垫层或者枕木支撑于混凝土梁 上 ， 在支撑点下方设钢构双柱 。 本工程加固通道铺设 的路基箱选定宽度 2 i n ， 长 度为 7 ． 4 m、 8 ． 9 1T I 、 1 1 ． 9 1T I 、 1 2 ． 4 I T I 、 1 3 ． 7 m、 1 4 ． 4 IT I 、 1 6 ． 9 1T I 7种长度类型。路基箱纵横 向主次结构龙骨均 采用热轧 H型钢截面 ， 上下表面铺设钢板 ， 钢板与钢 板问采用塞焊连接 ， 边缘处钢板与型钢龙骨 角焊缝连 接 。路基箱 主 龙 骨 间距 为 6 0 0 m m， 次龙 骨 间距 为 1 0 0 0 m m。通过 MI D A S G e n建立结果模型分析计算 ， 确保使用的路基箱及 I、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ区的施工便桥及加 固支撑钢柱满足荷 载要求 ， 本工程加固钢结构投入约 7 0 0 0 t 5 结语 西安北站工程工期 紧， 吊装工程量大 ， 临时支撑 多 ， 行走通道布设加 固难度大。但经过各参建单位技 术人员的协调努力、 模拟计算 、 专家评审 、 严格组织 ， 顺 下转第 9 0页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 刘兴文 多跨预应力混凝土连续箱梁体系转换设计与施工技术 2 0 1 2年 8月 内力 、 线形及梁体外形尺寸偏差等均符合设计文件 、 施 工技术指南和质量验收标准要求 ， 该项施工技术可 供同类工程施工时借鉴。 参考文献 [ 2 ] T B 1 0 2 0 3 2 0 0 2铁路桥涵施工规 范[ s ] ． TB 1 0 2 0 3 2 0 02 Re g u l a t i o n f o r C o n s t r u c t i o n o f Ra i lwa y Bri d g e s a n d C u l v e r t s[ s ] ． T Z 2 1 3 2 0 0 5客运专线铁路桥 涵工程施工技术指南 [ s ] ． [ 3 ] [ 4 ] TZ 21 3 -2 0 0 5 C o n s t r u c t i o n Te c h n o lo g y Gu i d e for P a s s e n g e r De d i e a -- t e d R a i l w a y B ri d g e a n d C u l v e rt[ s ] ． T Z 2 1 0 2 0 0 5铁路 混凝土工程施工技术指南[ s ] ． T Z 2 1 0 2 0 05 Te c h n i c a l Gu i d e for Ra i l wa y Co n c r e t e En g i n e e rin g C o n s t ruc t i o n [ s ] ． 铁建设 [ 2 0 0 5 ] 1 6 0号 ， 客运专线铁路桥涵工程施工质量 验收暂行 标准 [ s ] ． R a i l w a y C o n s t ruc t i o n[ 2 0 0 5 ] 1 6 0， S t and a r d f o r Q u a l i t y A c c e p t a n c e o f P a s s e n g e r D e d i c a t e d R a i l w a y B ri d g e a n d C u l v e r t C o n s t r u c t i o n[ s ] ． 上接 第 8 1页 利完成了北站工程上部钢结构吊装工程。西安北站上 部钢结构吊装技术做了以下几方面突破 1 对地下一层进行 了加 固， 使 吊装施 工可提前 进行 ， 节约了工期并保证了已施工地下结构的安全 ； 2 对站房进行合理分区， 各区合理分块 ， 屋盖划 分为 3 0 0多个吊装单元 ， 采用分单元高空安装 的方式 进行 吊装 ， 提高安装精度 ， 简化施工工序 ； 3 充分利用现场条件 ， 部分临时支撑循环使用 ， 节约施工成本 。 参 考文献 [ 1 ] G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3钢结构设 计规范[ S ] ． G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 D e s i g n o f s t e e l s t ruc t u r e s[ s ] ． [ 2 ] 范重 ， 刘先明 ， 范学伟 ， 等． 国家体 育场大跨 度钢结构设 计与研究 [ J ] 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o f B u i l d i n g f o u r t h e d i t i o n [ M] ．B e ij i n g C h i H a B u i l d i n g I n d u s t Pr e s s，2 0 0 3． [ 6] 蒋金 生， 叶可明． 上海新 国际博览 中心钢 桁架结构 的施工及 临时 支承拆 除的卸 载过 程分析 [ J ] ． 建筑 结构学 报 ， 2 0 0 6 5 1 2 2 1 2 6． J i a n g J i n s h e n g，Ye Ke mi n g ．C o n s t ruc t i o n o f t h e S t e e l T rus s S t ruc t u r e a n d t h e Un l o a d P r o c e s s An a l y s i s o f Re mo v a l o f t h e Te mp o r a r y S u p p o rt o f S h a n g h a i N e w I n t e ma t i o n a l E x p o C e n t r e [ J ] ．J o u rna l o f B u i l d i n g S t ruc t u r e s ， 2 0 0 6 5 1 2 21 2 6 ． [ 7 ] 陈韬 ， 戴立先 ， 欧 阳超． 央视新 台址 主楼悬臂钢结构安装技术 [ J ] ． 施 工技术 ， 2 0 0 8 5 4 34 6 ． C h e n T a o， Da i L i x i an ， Ou y a n g Ch a o ． I n s t a l l a t i o n o f Ca n t i l e v e r e d S t e e l S t ruc t u r e o f C C T V N e w S i t e Ma i n B u i l d i n g[ J ] ．C o n s t ruc t i o n T e c h n o l o g y ，2 0 0 8 5 4 3 4 6 ． [ 8 ] 江正 荣． 建 筑施 工计算 手 册 [ K] ． 北京 中 国建 筑 工业 出版 社 ， 2 0 0 2． J i a n g Z h e n g r o n g ．C o n s t ruc t i o n C a l c u l a t i o n Manu a l o f B u i l d in g [ K] ． B e i j i n g C h i n a B u i l d i n g I n d u s t P r e s s ， 2 0 0 2 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m