郑州东站站房钢结构施工技术

本帖最后由 csccbjs 于 2015-6-1 21:29 编辑

郑州东站站房钢结构工程已成功封顶，其站房钢结构工程涉及的结构形式比较复杂，有78米大跨度，有高低跨的对接，有17m长的悬挑结构，也有 玻璃幕墙结构以及石材 幕墙结构等。其构件形式也十分多样，有矩形钢柱、圆管钢柱、实腹梁、巨型桁架、H型刚桁架、圆管桁架、铰接斜撑、铸钢节点、正三角形桁架、倒三角形桁架、四边形桁架等。其安装最大特点是吊机不能在地面进行 施工，整个安装也不适合滑移技术的要求，因此本项目采用了主吊机高空作业，屋面桁架高空组装的技术解决了本项目中的难点。此项目难度之大、影响之深远，皆可为后续工程提供难能可贵的经验。 　　
郑州东站位于郑州市郑东新区，东站站房建筑共三层，分别为地面层、站台层和高架层(含高架夹层)，站房主体建筑外墙东西进深502.7m，南北面宽245.2m，站房主体最高点距离地面52.3m。32条火车轨道线从站台层通过，站台高度为10.15m。工程特点、难点有以下6点。 　　
第一，钢管桁架的制作精度控制难。该工程屋盖为管桁架结构，截面尺寸超大，支撑采取工厂散杆件加，预拼装解体后运输到现场，由现场进行组装。因此如何保证制作精度成为本工程的一大难点。 　　
第二，站台层上部钢结构的安装难。站台层上部钢结构体量非常大，结构东西长186m(P～X轴)、北宽245m，站台层不能直接走吊机，外部吊装吊机无法覆盖这么大面积，给安装带来极大困难。 　　
第三，高架层、夹层和屋面均有大跨度，胎架选型和材料准备困难。胎架数量多、层次多，卸除存在困难。本工程屋盖桁架的安装大量使用了支撑胎架，如何卸除、撤除支撑胎架，保证结构不出现大的结构变形是本工程施工又一难点。
第四，拼装和构建堆放困难。现场轨道层和钢结构安装同步进行，现场缺乏场地，构件拼装和构件堆困难。 　　
第五，栈桥和坡道搭设难。由于吊机不能在地面层施工，吊机走位方向垂直轨道方向，因此需要为吊机设栈桥和坡道，栈桥搭设存在。
第六，安装组织困难。由于结构层数多，吊机不宜展开，土建等相关作业交叉严重，构件不能直接运到吊装位置，因此安装组织十分困难。
由于制作在上海加工厂制作，因此方案主要介绍现场安装施工的技术。站房钢结构安装分三个水平层次，分别为高架层、夹层、屋面，此外，每层之间还有钢柱。为了保证安装，结合现场实际情况，做以下几个方面的准备。
根据总包分工情况，以结构平面图P轴为界p～X轴为东区，P～A轴为西区，两个区域安装单位自行确定施工方案。
根据图纸东区以18、19线中心线为对称轴，站台层、高架层、商业夹层、屋面均以18、19线中心为对称轴，高架层、商业夹层为框架结构，对吊装顺序没有太多要求，各个方向均可以满足吊装，但18、19线地面层有已经施工完成的结构部分，此部分不能承重，尤其是大吊机的荷载。其次，屋面整体桁架，除了支撑杆，所有纵横桁架均通过焊接连接成一起，另外屋面桁架数字轴线标高一致，字母轴线桁架标高有起伏，屋面也以18、19线中心线为对称轴，因此决定以垂直于对称轴方向为主桁架，以平行于对称轴的桁架为次桁架，这样有利于屋面桁架的安装。 　　
结合总包要求、结构组成形式、地铁站上方不能走吊机等现实因素，主吊机的吊装方向也是从P轴向X轴进行吊装。这样也避免相互交叉施工，相互制约的问题。
选择吊车要考虑作业半径、其中高度以及起重量，因为本项目特殊要求，还需要考虑吊机自重、吊机外形、吊机爬坡能力。由于轨道层垂直与吊机行走路线，因此吊机必须在轨道层之上进行行走施工，因此吊机的作业面标高将高于10.15m。根据高架层钢柱最重单件构件为48t，作业半径可以尽量小；最高屋面建筑物标高为52.3m，为南北方向主桁架，因此起重高度选择为52m，作业半径为22m～24m，构件起重量控制在20吨。再结合资源情况，300吨和250吨吊机均能满足使用要求，其中300t吊机使用效率会高些，性能的安全储备会更好，虽然租凭价格会稍贵，但是也可以承受，不过300t吊机对栈桥桩基、基础、栈桥承载力会提出更高的要求，总的成本会增加很多，因此本项目最终选用的还是250t履带式起重机。
由于吊机要从地面标高负1.5m标高行走到10.15m以上，因此需要吊机进行爬坡，根据各家吊机爬坡能力指数，均控制在15×17°之间。后来根据现场道路和场地条件，在8、9线和28、29线分别搭设栈桥，坡度控制在9°。 　　
之所以考虑吊机自重，是因为重量越大对下部要求越高，因此首先应选择自重较轻的吊机，从多家吊机型号中最后选择了日本住友SCX2500型和伏挖QUY250型，主臂选用60.2m，副臂选用24m，仰角30°，其自重基本均在210t～220t，考虑吊物，总重为250t～260t。
一个项目的成功关键看项目前期的组织策划和技术准备，技术准备又是所有工作开展的基础。一个好的技术方案不但有利于项目的实施，也能保证安全、质量，还能节约成本，减少现场施工的工作量。本项目之所以能顺利实施，除了公司及各个部门的大力配合，也和前期做了大量技术准备及论证工作有关。