李志強(qiáng)，廖萬林，張大祥，王 磊，黃京新

(中鐵建工集團(tuán)有限公司，北京 100060)

1 工程概況

株洲火車站改擴(kuò)建工程主要為拆除既有的火車站站房結(jié)構(gòu)、跨越站場既有的進(jìn)站天橋和站臺雨棚，跨越站場新建150m長的地下出站地道和社會車輛通行地道、跨越站場新建高架候車廳及新建火車站站房。新建火車站由東、西兩側(cè)站房及高架候車室組成，屬于高架車站，高架候車室跨越整個鐵路軌道站場，橫跨矗立于乘車站臺、鐵軌上空。

由于9～10股道鐵路線完全不能停運(yùn)，需在列車運(yùn)營的工況下施工其上方高架候車廳，受其影響區(qū)域平面尺寸為12.4m×90m。高架候車廳為混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度為150mm，主梁最大截面尺寸為1 000mm×2 000mm，梁最大跨度為20.42m，如圖1所示。

圖1 高架候車廳

2 支模方法分析

2.1 工況條件

9～10股道鐵路線區(qū)域工況條件較為復(fù)雜，股道上方有帶高壓電的接觸網(wǎng)，沿著鐵軌側(cè)延續(xù)不斷；平均每20min有1輛列車通行，并且24h不間斷。在此條件下，在其上施工樓板結(jié)構(gòu)需保障不干擾列車行車，不逼停列車；同時需避免觸碰高壓接觸網(wǎng)，以防造成人員傷亡和破壞接觸網(wǎng)線路。

2.2 傳統(tǒng)支架法

接觸網(wǎng)上空施工橫跨整個站場的高架候車廳結(jié)構(gòu)，若模板支撐架體搭設(shè)于鐵路股道路基上，則支撐架體與鐵路股道和接觸網(wǎng)存在無法協(xié)調(diào)的空間位置沖突，且影響股道上列車的通行。傳統(tǒng)支模體系顯然不適合此工況條件。如何避免此區(qū)域內(nèi)搭設(shè)模板支撐體系和在樓板建設(shè)過程中避免對鐵路列車通行產(chǎn)生影響是難點(diǎn)和關(guān)鍵所在。

2.3 貝雷架平臺轉(zhuǎn)換法

根據(jù)以上分析條件，在不停運(yùn)的9～10股道鐵路線上空搭設(shè)貝雷架平臺，一方面可作為模板支撐體系的基礎(chǔ)平臺，另一方面貝雷架平臺可防護(hù)不被股道上空帶電的接觸網(wǎng)傳電，如圖2所示。然而此貝雷架平臺搭設(shè)和拆除施工較為不便。貝雷架平臺由多片貝雷梁組裝而成，單片貝雷梁質(zhì)量大，需要在搭設(shè)地點(diǎn)采用起重機(jī)械逐片吊裝就位后，實(shí)地逐片組裝完成。另外，在列車通行頻繁的情況下，需要在列車通行的間隙組裝貝雷梁以形成貝雷架。按照此貝雷架平臺方法施工樓板結(jié)構(gòu)效率低，且存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 貝雷架平臺(單位：m)

另一方面，候車廳樓板結(jié)構(gòu)完成后，即樓板混凝土澆筑完成后，需拆除貝雷架平臺。因貝雷架平臺上空已經(jīng)建設(shè)完成整塊的混凝土結(jié)構(gòu)樓板，下方又存在通行的鐵路列車，拆除貝雷架平臺顯得無從下手。通常做法為，待無列車通行時，先解體貝雷架為單片貝雷梁，并在拆除地點(diǎn)的一側(cè)采用牽引機(jī)械拖拉貝雷梁，從鐵路股道上空抽出至旁邊無鐵路股道的一側(cè)。此拆除方法同樣存在拆除效率低、影響因素過多、容易發(fā)生安全事故的缺陷。

2.4 鋼支撐平臺轉(zhuǎn)換法

在貝雷架平臺方法的基礎(chǔ)上，需研究更為安全、工效更高的支模方法。一方面要克服模板支撐體系基礎(chǔ)平臺搭設(shè)工效問題，另一方面解決拆除模板支撐體系基礎(chǔ)平臺的安全性問題。

通過研究，采用在股道和接觸網(wǎng)上方架設(shè)鋼結(jié)構(gòu)臨時支撐平臺作為主要傳力結(jié)構(gòu)的方法，即架設(shè)鋼支撐平臺作為樓板結(jié)構(gòu)支模體系基礎(chǔ)平臺。相對于貝雷架平臺，首先，鋼支撐平臺可在他處整體組裝后，再吊運(yùn)至股道上空，工效明顯提高；其次，鋼支撐平臺具有可整體滑移拆除的條件，無需小塊拖拉牽引拆除，安全性高，如圖3所示。

圖3 鋼支撐平臺

鋼結(jié)構(gòu)支撐平臺主要由鋼立柱、主次鋼梁、滑移軌道梁、斜撐及鋼板構(gòu)成，分為承力平臺和拆卸平臺兩大部分。平臺各構(gòu)件通過汽車式起重機(jī)架設(shè)于鄰近已完成的高架候車廳混凝土樓面上進(jìn)行吊裝。平臺施作完成后，在支撐平臺上搭設(shè)滿堂支撐架體以便上部混凝土結(jié)構(gòu)施工。待樓板結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，通過平臺的滑移軌道梁及槽鋼滑道將支撐平臺鋼架頂推滑移至兩側(cè)的拆卸平臺，最后再拆卸平臺上吊裝支撐平臺。

3 鋼支撐平臺安裝及拆除

3.1 安裝

鋼支撐平臺各構(gòu)件均為鋼結(jié)構(gòu)，采用汽車式起重機(jī)吊裝。起重設(shè)備可架設(shè)于鄰近已完成的結(jié)構(gòu)樓板上，同時需對樓板結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，如圖4所示。其中鋼柱構(gòu)件需逐個進(jìn)行吊裝和安裝；待鋼柱安裝完成后，依次安裝柱間支撐和滑移軌道梁；主、次鋼梁可拼裝組合，分塊吊裝、安裝，可在地面或者鄰近樓板結(jié)構(gòu)面先進(jìn)行拼裝分塊，然后整體吊裝，以提高工效。

圖4 鋼支撐平臺各構(gòu)件安裝示意

本工程采用2臺80t汽車式起重機(jī)站位于鄰近已施工完成的候車廳結(jié)構(gòu)樓板上，安裝臨時鋼梁、鋼柱結(jié)構(gòu)。汽車式起重機(jī)支腿下方均需設(shè)置轉(zhuǎn)換梁，將支腿反力轉(zhuǎn)換至混凝土梁上。鋼柱和軌道梁依次分段吊裝，分段最大質(zhì)量7.8t，最大吊裝半徑15m；主次鋼梁拼裝分21塊，最重分塊尺寸12.2m×3.3m，質(zhì)量7.1t，最大吊裝半徑16m。

3.2 滑移拆除

拆除采用鋼結(jié)構(gòu)液壓同步頂推滑移技術(shù)，將承力平臺結(jié)構(gòu)分解，并分別向兩側(cè)頂推滑移至拆除平臺區(qū)域，如圖5所示。汽車式起重機(jī)等起重設(shè)備位于上側(cè)已施工完成的結(jié)構(gòu)樓板上，吊運(yùn)拆除平臺上的分塊主次鋼梁。每次頂推滑移出一段，再拆除平臺吊運(yùn)一段，循環(huán)往復(fù)，直至吊運(yùn)拆完。拆除分塊與安裝分塊基本一致。

圖5 鋼支撐平臺拆卸示意

本工程共設(shè)置8個頂推點(diǎn)，每個頂推點(diǎn)設(shè)置1臺液壓頂推器為承力平臺結(jié)構(gòu)提供滑移動力。采用2臺80t汽車式起重機(jī)吊運(yùn)滑移至拆除平臺上的承力平臺結(jié)構(gòu)。軌道梁及鋼管立柱采用50t汽車式起重機(jī)進(jìn)入候車廳結(jié)構(gòu)樓板下方拆除，如圖6所示。

圖6 頂推點(diǎn)及拆卸機(jī)布置=

鋼結(jié)構(gòu)液壓同步頂推滑移技術(shù)，關(guān)鍵在于滑移軌道設(shè)置和鋼滑塊設(shè)計(jì)及頂推器選用。

1)滑移軌道設(shè)置 滑移軌道安裝時需擱置在滑移梁上翼緣中部，中心線與滑移梁中心線重合?；栖壍啦捎肹16a，材質(zhì)為Q235B，槽鋼底面通過側(cè)擋板與滑移梁焊接連接，以固定滑移軌道，防止滑移時晃動，如圖7所示。

圖7 滑移軌道設(shè)計(jì)

2)鋼滑塊采用規(guī)格為-70×100×500的鋼墊塊，與主梁焊接連接(見圖8)。

3)鋼滑塊等擱置于滑道槽鋼內(nèi)，通過配置液壓頂推器及相應(yīng)的泵源系統(tǒng)、同步控制系統(tǒng)即可進(jìn)行承力平臺結(jié)構(gòu)整體滑移，如圖9所示。

圖9 頂推設(shè)計(jì)示意

鋼結(jié)構(gòu)液壓同步頂推滑移技術(shù)采用行程及位移傳感器監(jiān)測和計(jì)算機(jī)控制，通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動實(shí)現(xiàn)同步動作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報(bào)警等多種功能。操作人員可在中央控制室通過液壓同步計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的界面進(jìn)行液壓頂推及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和(或)控制指令的發(fā)布。

4 結(jié)語

在運(yùn)營鐵路線上新建建筑物，樓板結(jié)構(gòu)的模板支模方式是一件非常棘手、難以解決的問題。本文詳細(xì)闡述了此類型工況條件下，多種支模方法的可行性及優(yōu)劣程度，并選擇最為科學(xué)合理的一種方法，詳細(xì)介紹了其技術(shù)原理。鋼支撐平臺轉(zhuǎn)換法具備良好的安全性和較高的工效。國內(nèi)既有火車站改造將越來越多，同類型工程也將逐漸增多，鋼支撐平臺轉(zhuǎn)換法可為類似工況條件提供良好的參考價(jià)值。