劉雅楠 張 輝

(湖北工業(yè)大學(xué))

0 引言

大跨度結(jié)構(gòu)，在日益發(fā)展的經(jīng)濟社會，在各個地方都有著比較出色和突出的表現(xiàn)，因此，國內(nèi)外的工程師們在建造機場、車站、會展中心等公共建筑的時候，偏向于選擇簡潔、美觀的大跨度結(jié)構(gòu)。隨著動車、高鐵的出現(xiàn)，我國的鐵路事業(yè)蒸蒸日上，對于旅客站房的設(shè)計建筑的標準也隨之提升。旅客站房不僅要有作為旅客使用設(shè)備的基本功能，還要具備站臺、避雨、行車、停車等一系列的性能，凸顯交通建筑的實用性、服務(wù)性和先進性。在發(fā)揮功能的同時，也要具備一定的美學(xué)觀念，即要建造出符合時代特征的一體化的車站服務(wù)建筑。在這其中，運用了大跨度鋼管結(jié)構(gòu)的避雨站臺的設(shè)計，就很好的彰顯了作為交通建筑所需要具備的便利、經(jīng)濟，以及符合大眾審美的建筑風(fēng)格和基本實用的功能。

1 濟南東站大跨度鋼桁架施工方案優(yōu)化

1.1 工程概況

濟南東站改建自原濟南火車站，占地面積達12.24公頃，凈建筑面積可達十萬平方米，以高架乘客候車區(qū)和無臺柱的避雨區(qū)為建筑主體。其中前者規(guī)劃面積達一萬八千平方米，選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其余八萬兩千平方米全部劃歸為無臺柱避雨區(qū)的建設(shè)，采用了大跨度管桁架結(jié)構(gòu)。

無臺柱避雨區(qū)選建在乘客等候區(qū)的東西兩側(cè)，以高達 22.6m、跨度最大可達51.25m的23榀四連跨桁架為主，周圍搭建了跨度為20m的次桁架，選用寬翼緣工字型鋼作為檀條，鋼柱作為支撐結(jié)構(gòu)。其中主次桁架及鋼柱都選擇了Q345型的鋼管材料。

1.2 施工難點

①施工面有限，構(gòu)件運輸及安裝難度大

濟南東站的建設(shè)選在原濟南車站處，交通情況并不好，大型鋼結(jié)構(gòu)的運送等十分不便。建造濟南東站的同時，要求保證車站的正常運作，在此基礎(chǔ)上是不能夠?qū)④囌窘ㄖ坎鸪?，只能夠按照?guī)劃對需要進行改建的建筑進行拆除，一部分施工完成后，再進行下一步的施工操作，因此施工場地狹窄，這對于大跨結(jié)構(gòu)的建筑來說是比較困難的。因此在施工開始之前進行了比較詳細的勘察和設(shè)計，通過合理的部署，降低施工難度，采用分段吊裝法來應(yīng)對施工場地狹小的問題，在高空完成結(jié)構(gòu)拼接也減少了地面土建工程的工作量。

②施工過程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差

對于在高空進行拼裝的鋼結(jié)構(gòu)，不如在地面上準確，結(jié)構(gòu)拼裝的差錯有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)穩(wěn)定性的問題，特別是對于大跨度結(jié)構(gòu)來說，安裝過程中的安全因素尤其需要注意，因此對于這一環(huán)節(jié)穩(wěn)定性的把控是施工過程中需要注意的重點問題。

③多工種交叉作業(yè)，對吊裝作業(yè)要求高

濟南火車站本身處在交通樞紐的地位，而濟南東站的改造項目又包含了方方面面，不僅是對鐵路軌道本身有一定程度的改建，對于其配套的設(shè)施、乘客候車區(qū)、站臺避雨處及站外的交通通道等都有著一定程度上的改建，這些項目涉及面廣，工種混雜，又因為火車站本身地理位置的原因，在保證車站功能正常運轉(zhuǎn)的情況下，對于吊裝施工操作要求十分嚴格，各種可能導(dǎo)致的安全隱患都應(yīng)該考慮在內(nèi)，并且采取一定的措施來規(guī)避各種風(fēng)險故障的發(fā)生。

④焊接工藝要求高

由于結(jié)構(gòu)的拼裝工作要在高空進行，因此對焊接技術(shù)的要求也更為嚴格。一方面鋼管管壁較薄，如果不對焊接時間和熱度進行把控，很可能出現(xiàn)燒穿的情況，焊接時本就容易產(chǎn)生過縮，因此還需要控制鋼管過縮的程度。同時高空作業(yè)平臺空間有限，在保證工人人身安全的情況下，還要確保焊接達到標準是比較困難的。而且，處在一定高度上風(fēng)的作用力比較強勁，如果不加阻攔，有可能會導(dǎo)致焊接工作出現(xiàn)差錯，但是若過分的遮擋又會導(dǎo)致小范圍內(nèi)的溫度過高，不利于施工工作的開展。

1.3 施工方案優(yōu)化

單支撐方案是將劃分為五部分的桁架結(jié)構(gòu)其中的 2段桁架先進行連接，然后將作為一個提吊單元，進行提吊。

雙支撐方案和單支撐方案的優(yōu)缺點所在：首先從受力情況分析來看，不論是提吊單元所受的內(nèi)部作用力或者是邊界條件導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)形變的影響程度，雙支撐方案都要比單支撐方案更加的小，更加有利于提吊到指定位置后結(jié)構(gòu)的拼裝，因為過程中發(fā)生的變形小，也更能夠確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而且，雙支撐結(jié)構(gòu)不需要在施工現(xiàn)場組裝桁架②和桁架③，對于濟南東站這樣一個施工場地有限的工程來說，更加的方便，而且混合結(jié)構(gòu)的體積更大，重量也更重，對于提吊設(shè)備有著更高的要求，而雙支撐方案相比之下則更為節(jié)省起重設(shè)備所需的施工成本。單支撐方案則節(jié)省了對于臨時支撐結(jié)構(gòu)的消耗，同時在地方面上進行桁架結(jié)構(gòu)的拼接是優(yōu)于在高空進行的安裝操作的，一方面確保了焊接人員的安全，另一方面也使得結(jié)構(gòu)組裝更加精確，提升了施工質(zhì)量。根據(jù)兩者這樣的特性，綜合實際情況考量之后，認為B跨結(jié)構(gòu)的安裝應(yīng)該選用單支撐，而其余跨的建造則選用雙支撐。這主要是考慮到，在B跨所涵蓋的建筑面積內(nèi)有火車軌道，在車站正常運行的情況下，為了減少施工所占據(jù)的面積，采用單支撐減少施工用地來確保車站運行情況。

2 結(jié)論

大跨度鋼結(jié)構(gòu)隨著大型個公共設(shè)施的增多，已然成為當(dāng)下建筑界的熱點研究對象之一。不僅是在國外有著造型各異，功能多樣的大跨度鋼結(jié)構(gòu)，國內(nèi)從改革開放以來，社會經(jīng)濟文化逐步發(fā)展，對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用也越來越多，從展館會場到機場車站，都可以看到它的影子。大眾審美水平的提升，也在一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的外型有了更加獨特的要求，為了滿足設(shè)計要求，因為這些新型結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的引進和發(fā)展，也促進了國內(nèi)建筑行業(yè)施工技術(shù)的提升。傳統(tǒng)的施工手段已經(jīng)不能滿足日益精細的施工標準，在沒有完善的理論體系的支持下，對于整體施工過程的把控是必要的。本文通過利用模擬結(jié)構(gòu)的技術(shù)，對濟南東站的鋼桁架結(jié)構(gòu)的施工過程進行了分析研究，從而得出完善施工方案的方法，是計算機模擬技術(shù)與實踐操作的有益結(jié)合，但是僅僅一例并不能全面的闡述兩者結(jié)合的所有內(nèi)容，因此還需要更多的研究實踐的支持。

[1]宋永濤. 大跨度鋼桁架天橋跨鐵路吊裝[J]. 城市建設(shè)理論研究:電子版,2013(23).

[2]王俊河. 新建客專車站大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架安裝技術(shù)研究[J]. 鐵道建筑技術(shù),2012(9):84-87.

[3]張凱. 高速鐵路車站站房中的鋼結(jié)構(gòu)體系[J]. 鐵路工程造價管理, 2008,23(2):25-27.

[4]李國鵬. 甬臺溫鐵路某站無站臺柱雨棚鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J]. 山西建筑, 2010,36(31):148-149.

[5]李仲峰, 魏兆雷, 朱茂龍. 大跨度桁架梁吊裝技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 鐵道標準設(shè)計, 2010(8):200-202.