漆月明 （中鐵四局集團上海工程有限公司，上海 200070）

1 引言

隨著城市經(jīng)濟及城市化快速發(fā)展，原市區(qū)、市郊的城市軌道交通已難以滿足人們?nèi)粘３鲂械男枰?，在站距較大、人流擁擠的兩個車站之間增設車站（高架、地面）是一種解決方案，能緩解相鄰車站人流擁擠壓力、保證新設車站附近人們的正常出行需要。本案例就是在城市軌道交通運營線高架橋上增設車站，在新增車站跨越運營線鋼結(jié)構(gòu)雨棚安裝施工中，保證運營安全、吊裝施工安全和安裝施工質(zhì)量。

2 案例概況

新增車站為高架橋上兩層側(cè)式車站，車站結(jié)構(gòu)與既有高架橋分開設置，并騎跨公路，車站雨棚結(jié)構(gòu)采用排架鋼結(jié)構(gòu)屋蓋系統(tǒng)。鋼結(jié)構(gòu)跨度23.4m、長度183m（柱間距 6m、6.25m）,鋼柱梁 28榀，兩端各一榀懸挑鋼梁，車站頂棚鋼結(jié)構(gòu)覆蓋面積為4904.4m2。

鋼結(jié)構(gòu)雨棚主結(jié)構(gòu)（柱、鋼梁）分三段安裝，鋼梁（跨長21.8m，重約7t）及兩個立柱（含部分鋼梁及外弧梁，立柱高5.45m,重約2.5t）。立柱與鋼梁、外弧梁連接采用熔透焊。鋼梁之間連接腹板采用栓接，翼緣板采用焊接。梁柱與梁柱之間由系桿進行連接，除系桿與兩端梁柱、懸挑梁連接采用栓接及焊接外，其余連接采用栓接。鋼立柱為BH500X280X20X25，鋼梁為BH600X280X12X16（兩端 BH600X280X16X25），鋼構(gòu)件材質(zhì)均為Q345B，螺栓采用10.9級大六角高強度螺栓連接副；鋼梁拼接對接及主要節(jié)點全熔透焊縫等級二級，其他角焊縫等級三級。

鋼結(jié)構(gòu)雨棚斷面圖

3 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

鋼結(jié)構(gòu)雨棚吊裝施工前，進行專項方案比選及優(yōu)化，不設置靠近軌行區(qū)的臨時立柱支撐，減少申請要點及運營線上作業(yè)時間。進行吊裝工況條件的各項參數(shù)的計算、驗算，鋼結(jié)構(gòu)雨棚吊裝施工專項方案經(jīng)專家評審論證通過。

鋼結(jié)構(gòu)的安裝按構(gòu)件分段分步進行，鋼柱、鋼梁、系桿安裝。由于鋼梁及相應的系桿安裝在軌行區(qū)上方，申請要點（夜間 0：30-3：30)安裝。鋼柱及對應的系桿安裝不需申請要點，施工時要做好與軌行區(qū)安全的隔離防護。鋼構(gòu)件在工廠加工，驗收合格后組織運輸進場安裝。根據(jù)吊裝不同工況條件選擇合理的吊裝機械，鋼立柱吊裝選用35t和50t汽車吊，鋼梁吊裝選用160t和200t汽車吊。

3.1 工藝流程

工藝流程：施工準備→地腳螺栓及鋼板預埋→鋼構(gòu)件進場驗收及存放→鋼立柱及相應系桿安裝→鋼梁及相應系桿安裝→懸挑鋼梁安裝→焊縫探傷檢測→鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗收。

3.2 地腳螺栓及鋼板預埋

①地腳螺栓及預埋件進場驗收合格后使用；②用測量儀器精確定位水平、位置、垂直度，水平及中心位置誤差不超過2mm，固定焊接在鋼筋上；③地腳螺栓做好保護，螺栓外露部分進行包裹，防止損傷及污染。

3.3 鋼構(gòu)件進場驗收及存放

①加工的鋼構(gòu)件完成焊縫探傷檢測及質(zhì)量驗收合格后，按安裝順序分批運輸進場，裝卸、運輸時做好對鋼構(gòu)件的保護；②進場后按安裝順序驗收，各種構(gòu)件應按種類、型號和安裝順序分區(qū)存放，專人負責保管、維護。③鋼構(gòu)件的底部用枕墊支撐好，相同構(gòu)件疊放時，各層支點應在同一垂線上，防止鋼構(gòu)件被壓壞或構(gòu)件變形。④對于構(gòu)件連接的小連接件，螺栓、螺母等放入專用庫房專用材料存放架，設專人收發(fā)、保管。

3.4 鋼立柱及相應系桿安裝

①工藝流程：測量定位→地腳螺栓清理→鋼柱吊裝→系桿吊裝→鋼柱校正

②測量定位

a.復核軸線和標高水準點，在每側(cè)站臺上用全站儀定出一條基準線；b.在混凝土表面彈放縱橫軸線、柱板安裝十字線，放出外移縱向軸線（沿立柱內(nèi)側(cè)連線）、基準標高；c.采用螺母及墊板調(diào)整、控制立柱安裝標高。

③地腳螺栓清理

a.對地腳螺栓及混凝土面、側(cè)面預埋鋼板進行清理，拆除螺栓包裹物，檢查有無損傷；b.檢查混凝土的強度，待強度達到要求后方可進行安裝；c.測量地腳螺栓位置及標高偏差，控制在誤差范圍內(nèi)。

④鋼柱的吊裝

a.吊裝準備：鋼柱在吊裝前對有損傷的表面油漆等進行修復；在柱腳底板四個方向上劃好中心線，便于吊裝時進行定位；鋼柱吊裝分兩側(cè)站臺從一端向另一端，平行順序同時進行吊裝；鋼柱吊裝按照吊距、吊高及吊重等工況情況選用吊裝機構(gòu),跨越公路處兩側(cè)用50t汽車吊，其余用35t汽車吊。

b.確定吊點位置及數(shù)量：為防止起吊損傷構(gòu)件，方便吊裝過程調(diào)整位置，要選擇合適的吊點位置及吊點數(shù)量。根據(jù)重心位置確定吊點的分布，根據(jù)構(gòu)件形狀，起吊時采用3點吊裝，主吊點選取在外弧梁的彎折處至鋼柱邊處，輔助吊點選擇在腹板高強螺栓開孔處，第三吊點選取在柱腳及外弧梁銷軸處。按《建筑施工計算手冊》表13-8《常用卡環(huán)規(guī)格及荷重》，選用型號為3.5的U型卡環(huán)，安全荷重34.3kN＞25kN，滿足要求。

c.起吊：起吊時構(gòu)件下端墊上一塊枕木，在構(gòu)件起吊到距離地面一定高度時，第三吊點繩索緩緩伸長，防止構(gòu)件吊起過程中弧梁碰撞地面變形。在起吊至構(gòu)件豎直時，采用2點吊裝，松開第三吊點。起吊時主吊點固定吊繩長度，輔助吊點及第三吊點使用倒鏈可調(diào)整吊繩長度，保證處于吊裝正常位置。

d.吊裝控制：吊裝時專人進行指揮。起吊后鋼柱必須垂直，通過調(diào)節(jié)倒鏈的長度來進行構(gòu)件豎直度的調(diào)整。起吊回轉(zhuǎn)過程中應注意避免碰撞，柱腳設牽引繩控制。鋼柱起吊到位并對準地腳螺栓后，使鋼柱緩緩落下，地腳螺栓穿入柱腳螺栓孔內(nèi)，鋼柱落到位后，對其垂直度及中心線與軸線的重合進行校正。

⑤系桿吊裝：在鋼柱處搭設臨時作業(yè)平臺進行安裝。系桿吊裝采用兩點吊，兩端設牽引繩，系桿與柱之間采用栓接。相鄰鋼柱之間的系桿安裝完畢后，拆除纜風繩。調(diào)整側(cè)面銷軸及耳板位置后對耳板進行焊接加固，設置掛籃進行施焊操作。

⑥鋼柱校正

a.柱板底標高校正：采用螺帽及墊板調(diào)整、控制立柱安裝標高。標高有誤差進行微調(diào)，結(jié)合垂直度校正進行，調(diào)整下部支承墊板及螺帽標高。

b.鋼柱垂直度校正：用經(jīng)緯儀控制縱橫安裝軸線，在校正過程中，用纜風繩固定并進行調(diào)整，不斷微調(diào)柱底板下螺母，直至校正完畢，將底板上面的兩個螺母擰上，并將上面雙螺母擰緊。

3.5 鋼梁及相應系桿安裝

①吊裝準備

現(xiàn)場搭設胎架將鋼梁架立起來，兩端用枕木支墊，檢查鋼梁有無損傷，有損傷進行修復。在胎架上進行鋼梁防火涂料涂刷及鋁板包裝。搭設活動腳手架操作平臺，在扶梯洞口處搭設H型鋼作為門式鋼架的支撐平臺。鋼柱頂端鋼梁腹板上好螺栓連接板，梁與連接板的貼合方向一致。鋼梁吊裝按照吊距、吊高及吊重等工況情況選用吊車，跨越公路處兩側(cè)采用200t汽車吊，其余采用160t汽車吊。

②鋼梁起吊

4）在教師素養(yǎng)方面。在教師培養(yǎng)階段缺乏科學以及工程素質(zhì)的培訓，因此，很多教師在執(zhí)教期間缺少有關技術工程課程設計的思維。相關調(diào)查顯示，部分教師自身已經(jīng)意識到此類問題的存在，27%的教師認為教師專業(yè)能力不足是制約STEM課程教學的最大瓶頸，還有27%的教師對課程結(jié)構(gòu)的設置不甚了解。因此，加強對教師的培訓就成為開展新型中國科技教育面臨的首要任務。這就需要建構(gòu)系統(tǒng)性的、分級的、具有針對性的培訓體制，而不是盲目從國外引進相關的培訓課程及系統(tǒng)。

自吊車站位地面起，最大吊裝高度近40m,跨越運營線接觸網(wǎng)桿最高點19m。主梁吊裝采用兩吊點（設置有吊環(huán)），在鋼梁跨度的1/3處部位（梁跨長度21.8m，梁拱高3.36m）。鋼梁兩端設牽引繩，梁上設生命線，進行試吊量測鋼梁變形量與計算變形量比較，選擇合適的吊索夾角，控制在600左右，保證鋼梁不變形或變形在允許范圍內(nèi)，保持平衡穩(wěn)定。吊裝由專人指揮，起吊后提升到跨越運營線高度時，一端緩緩平穩(wěn)跨越運營線。

③鋼梁對位、固定

鋼梁跨越運營線后緩緩下落，利用牽引線控制鋼梁擺動，下落到位后進行對位，讓鋼梁的腹板緩緩落入連接板之間。用6個普通螺栓（不少于總數(shù)的30%）上好擰緊，再安裝高強螺栓。吊裝固定鋼梁時，進行測量監(jiān)控，控制好鋼梁安裝精度（與鋼柱橫向軸線一致）。鋼梁安裝設置穩(wěn)定浪索以防止橫向失穩(wěn)，端部鋼梁加設纜風繩。高強螺栓安裝完畢并完成初擰后吊裝脫鉤。

④高強螺栓安裝

鋼梁及系桿等栓接均采用大六角頭高強螺栓連接副10.9級，鋼梁腹板連接采用36-M24（螺栓孔直徑26）高強螺栓，系桿連接采用M20（螺栓孔直徑22）。安裝前進行抗滑移系數(shù)試驗，并確認結(jié)果合格。進行高強螺栓扭矩系數(shù)試驗，螺栓預拉力值應符合驗收規(guī)范的規(guī)定。

a.安裝前應對摩擦面進行檢查，清除表面的水漬、油污等臟物。安裝高強度螺栓時，構(gòu)件的摩擦面應保持干燥。

b.高強度螺栓的穿入方向方便施工，并保持一致。高強度螺栓連接副組裝時，螺栓頭下墊圈有倒角的一側(cè)應朝向螺栓頭。

c.安裝高強度螺栓時，如不能自由穿入，該孔應進行修整，修整后孔的最大直徑不得大于1.2倍的螺栓直徑。一個節(jié)點的擴孔數(shù)量不宜多于該節(jié)點孔數(shù)的1/3。

d.初擰后的高強度螺栓應在螺母上做顏色標記，然后用專用扳手進行終擰，終擰完采用另一種顏色標記。

e.高強度螺栓在初擰、終擰時，連接處的螺栓應按一定順序施擰，由螺栓群中央順序向外擰緊。高強螺栓外露絲扣不少于2-3扣，允許10%的外露1扣或4扣。

f.高強度螺栓的初擰、終擰應在同一天內(nèi)（或24小時內(nèi)）完成。

⑤相應系桿安裝：系桿吊裝采用吊帶兩點吊，系桿與柱之間采用栓接，相鄰鋼梁之間的系桿安裝完畢后，拆除臨時支撐及浪索。

⑥鋼梁焊接

a.鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接為鋼梁連接焊接及兩端頭系桿與鋼梁焊接，采用CO2氣體保護焊。

b.嚴格遵守焊接工藝的各項參數(shù)，不得在焊道外母材上引弧，焊縫終端弧坑必須填滿。

c.對于雙面坡口焊縫，在一面焊接結(jié)束后，另一面焊接前應進行徹底清根后，才能進行焊接。

d.焊接時嚴格清渣，發(fā)現(xiàn)缺陷后及時進行返修。

e.焊接完畢，應清理焊縫表面熔渣及兩側(cè)飛濺。

f.檢查焊縫外觀質(zhì)量。

3.6 懸挑鋼梁安裝

懸挑鋼梁采用整體吊裝，現(xiàn)場拼裝，梁跨度最大處27.4m，拱高8.8m,重約6.4t。采用多吊點吊裝，通過設置合適的吊繩夾角及調(diào)整吊繩長度，控制懸挑鋼梁變形，保證吊裝過程平衡穩(wěn)定，便于進行吊裝位置的調(diào)整。

①拼裝：鋼梁采用整體吊裝，鋼梁在設置的胎架及支架上拼接鋼梁、安裝系桿。鋼梁由三段拼接而成，連接采用焊接，安裝三根系桿及連接桿件。懸挑梁下端設牽引繩，并沿梁設安全生命線。

②起吊：鋼梁吊裝采用七吊點，在鋼梁跨度的1/3處部位（設置有吊環(huán)，）設置兩主吊點，吊索夾角控制在600左右，在鋼梁兩端及三系桿端頭設輔助吊點；當起吊到一定高度時通過調(diào)整輔助吊點吊繩長度，將鋼梁調(diào)整到正常安裝位置狀態(tài)，保持平衡穩(wěn)定；吊裝由專人指揮，提升到跨越運營線高度時，一端緩緩平穩(wěn)跨越運營線。

③安裝：鋼梁緩緩下落進行對位連接，防止擺動過大，梁端及系桿端頭采用繩帶與鋼梁綁扎。中間三根系桿先與鋼梁連接板對位連接，采用螺栓連接。梁兩端與外弧梁下端連接板對位連接，對接不密貼就進行切割修整，并將梁端頭與外弧梁下端連接板臨時固定，再施焊。系桿連接及梁端焊接完成后，吊裝摘鉤，進行其他系桿連接及系桿與梁間的焊接。

3.7 焊縫探傷檢測

①工廠制作焊縫（二級焊縫），按每條焊縫長度的20%，且探傷長度不小于200mm，當焊縫長度小于200mm時，對整條焊縫進行探傷。

②現(xiàn)場安裝焊縫（二級焊縫），按同一類型、同一施焊條件的焊縫條數(shù)的20%，探傷長度不小于200mm，并不少于1條。

4 安全保證措施

本案例中的軌道交通運營線客流量大，早晚高峰單向行車密度平均一分多鐘一趟，在市區(qū)域交通中起著重要作用?？缭酱诉\營線的鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工，重中之重就是要確保運營安全。

4.1 安全管理及技術措施

①施工嚴格執(zhí)行運營線安全管理制度及安全管理規(guī)定。做好參與施工人員安全培訓及安全技術交底，制定有關應急預案并進行演練，運營線上作業(yè)及吊裝作業(yè)等較大風險作業(yè)項目實行領導帶班作業(yè)，專職安全人員現(xiàn)場管理，保證運營線安全及作業(yè)人員安全。

②做好鋼結(jié)構(gòu)雨棚吊裝施工專項方案的比選及優(yōu)化，優(yōu)先考慮并保證方案的安全可操作性，減少申請要點及運營線上作業(yè)時間。對于吊裝作業(yè)尤其是跨越運營線的鋼梁吊裝，進行各種工況條件的各項參數(shù)的計算、驗算，并留足安全冗余，鋼結(jié)構(gòu)雨棚吊裝施工專項方案必須經(jīng)專家評審論證通過。

4.2 運營線施工安全措施

嚴格執(zhí)行要點、銷點施工管理制度，不是要點批準施工時間不得進入軌行區(qū)施工。班前進行安全點名，交清當班作業(yè)內(nèi)容、安全防護措施及注意事項；班后進行小結(jié)，指出當班存在問題及改進措施。班前班后統(tǒng)計清點人員、材料、工具數(shù)量；收班進行現(xiàn)場清理檢查，不能遺留任何材料、工具、建筑垃圾。設置軌行區(qū)隔離防護欄并經(jīng)常檢查維護，不在要點施工時間段不能進入隔離防護內(nèi)，站臺上堆放工具、材料要在隔離防護1m以外，輕質(zhì)材料進行固定。施工作業(yè)時對受影響的既有設施、線纜等設置隔離保護，并在施工后拆除清理出軌行區(qū)。站臺上的雜物、垃圾等及時清理，防止進入軌行區(qū)。

4.3 吊裝作業(yè)安全措施

吊車司機、司索、指揮等作業(yè)人員持證上崗，遵守起重吊裝規(guī)則，堅持“十不吊”原則。作業(yè)前了解周邊環(huán)境、場地情況，保證滿足吊裝要求；檢查吊車各項性能以及繩具、卡具等，保證其處于完好狀態(tài)。作業(yè)前進行試吊，特別是跨越運營線吊裝，必須進行相同工況的超載(1.2倍）試吊。吊裝鋼梁時，梁兩端設置牽引繩，防止擺動過大觸碰接觸網(wǎng)桿、線。吊裝作業(yè)專人指揮，采用對講機進行指揮，鋼構(gòu)件不固定牢固不摘鉤。大風（5級以上）、大霧及雨雪等惡劣天氣，禁止進行吊裝作業(yè)。

4.4 高處作業(yè)安全措施

攀登和懸空等高處作業(yè)人員上崗前經(jīng)培訓合格，持證上崗，進行體檢，符合登高作業(yè)要求。高處作業(yè)中的各項工具、設施和設備，必須在施工前由專人檢查，確認其完好，才能使用。移動式操作平臺、掛籃、吊籃等設置牢固，移動式腳手架四個方向采用纜風繩進行固定，確保穩(wěn)定，防止傾覆。臨邊及四口設置防護欄桿及防墜網(wǎng)；作業(yè)人員在鋼梁上移動，安全帶要系在安全生命線上，保證在鋼梁上安全作業(yè)。登高作業(yè)人員穿好防滑鞋，戴好安全帽，系好安全帶；作業(yè)時小配件、小型工具隨手放入工具袋，工具用繩帶系住防止掉落。

4.5 其他安全措施

①動火作業(yè)：焊接、切割動火作業(yè)辦理動火作業(yè)證，作業(yè)時設專人監(jiān)護，焊接、切割操作工屬特殊工種，須持雙證上崗（操作證、動火證）。易燃、易爆品必須儲存在專用倉庫、專用場地,并設專人管理。焊接、切割作業(yè)時，易燃易爆物料與焊接作業(yè)點火源距離不應小于10m。高空焊接作業(yè)保證焊渣火花對下方無影響，否則采取隔離防護或適用容器收集。

②施工用電：嚴格執(zhí)行《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》的要求，采用三級配電、TN-S接零保護和二級漏電保護系統(tǒng)，并安排專業(yè)電工24小時維護檢修。

③雨雪天氣不進行登高作業(yè)，夜間施工作業(yè)要保證有足夠的照明。

④做好焊接、螺栓連接以及其他安裝作業(yè)的材料、工序試驗檢測，確保安裝施工質(zhì)量，確保結(jié)構(gòu)安全。

5 結(jié)束語

目前國內(nèi)在城市軌道交通運營線高架橋上新增設車站并不多見。隨著城市化進程的發(fā)展，一些超大、特大城市為緩解城市局部交通壓力，在城市軌道交通運營線上增設車站不失為一種解決方式。本案例跨越運營線的鋼結(jié)構(gòu)雨棚安裝施工工藝以及保證運營安全、吊裝安全等措施，對類似工程有一定的借鑒和參考作用。