覃 璐

（中鐵二十五局集團 第四工程有限公司，廣西 柳州 545000）

目前，市域鐵路在東部沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)陸續(xù)開建，市域鐵路作為城市各區(qū)間的紐帶，將城市各區(qū)緊密聯(lián)系在一起，使得市內(nèi)出行更加便捷，促進了城市一體化協(xié)同發(fā)展。市域鐵路車站考慮到乘客上下行的方便，大多采用側(cè)式結(jié)構(gòu)布置，站臺位于線路左右兩側(cè)，從而使得整個站廳層寬度較寬，雨棚鋼結(jié)構(gòu)跨度較大。該類型設(shè)計對鋼結(jié)構(gòu)受力提出很高要求，因此使得車站鋼構(gòu)件尤其是橫向主梁不但體積較大，而且重量也較重，增加了鋼結(jié)構(gòu)吊裝的難度和安全風(fēng)險。臺州市域鐵路項目部通過對現(xiàn)場的地形條件調(diào)查后，決定對超大超重橫梁采用汽車吊雙機抬吊，解決了超大超重鋼構(gòu)件吊裝的施工難題，不但安全快速地完成了大型鋼構(gòu)件的吊裝作業(yè)，而且縮短了作業(yè)時間，減少了對周邊交通環(huán)境的影響。同時，由于吊裝設(shè)備位置可靈活設(shè)置，提高了鋼構(gòu)件一次吊裝到位的準確性，避免了構(gòu)件二次移位，減少了施工措施費用。通過現(xiàn)場實際使用，該吊裝方式在超大型鋼構(gòu)件安裝施工中取得很好的效果。

1 工程概況

商海北街站為路中高架三層兩臺四線車站，包括1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、室外連廊一和室外連廊二共5部分。車站總長140 m，起點里程為S1DK11+755．00，終點里程為S1DK11+895．00?？v橫向軸線尺寸為140 m×33．8 m=4 732 m2。共分為3層，第1層為設(shè)備管線層，層高2．1 m，第2層為站廳層，層高3．115 m，第3層為站臺層，層高7．85 m（圖2）。軌道梁在管道夾層上方，長度為140 m。

1區(qū)為“橋建組合”高架車站，平面投影為矩形，縱橫向軸線尺寸為140 m×33．8 m，站房站臺層上覆蓋鋼結(jié)構(gòu)雨棚，雨棚縱橫向軸線尺寸為140 m×33．8 m，雨棚屋面檐口高度為22．850 m。2區(qū)為附屬用房，平面投影為矩形，縱橫向軸線尺寸為64 m×17 m。3區(qū)為樓扶梯出入口，平面投影為矩形，縱橫向軸線尺寸為56 m×6 m。室外連廊一縱橫向軸線尺寸為8 m×25．4 m，室外連廊二縱橫向軸線尺寸為8 m×22 m。站臺雨棚柱支承在下部結(jié)構(gòu)的柱頂，下部支承結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。柱腳埋入站臺層鋼筋混凝土柱內(nèi)（柱腳處鋼管外設(shè)剪力釘，柱內(nèi)填C40微膨脹細石混凝土），雨棚柱采用鋼管混凝土柱，雨棚梁采用焊接箱型梁，雨棚撐桿采用無縫鋼管，屋面板采用壓型鋼板與凝土組合樓板。其中，最重的屋面梁重達22 t（圖1、圖2）。

圖1 商海北街站平面結(jié)構(gòu)示意圖 （單位：mm）

圖2 商海北街站雨棚鋼結(jié)構(gòu)示意圖 （單位：mm）

2 雨棚橫梁吊裝方案

商海北街站站臺雨棚屋面梁主梁最大重量約為22 t（已考慮吊索具重量2 t），其中屋面梁長度為32．2 m，工廠加工分為2段，分段單件最大重量約為11 t?，F(xiàn)場吊裝擬采用1臺100 t汽車吊，吊裝屋面梁分段至站臺層拼裝，待屋面梁拼裝完成后采用兩臺80 t汽車吊抬吊就位（圖3）。

圖3 車站橫梁雙機抬吊示意圖 （單位：mm）

3 吊機受力驗算

3.1 吊裝概述

屋面梁采用兩臺80 t汽車吊抬吊就位，考慮到80 t吊車吊裝時的實際工況，吊車吊裝過程中，吊裝鋼構(gòu)件與吊車一個支腳在同一直線時為吊車最不利受力狀態(tài)，支腿2受力最大。80 t汽車吊自重為G1=50 t，吊車配重G2=0 t，吊具重（鋼構(gòu)件+鋼絲繩）Q=2．9 t，單臺吊車承受最重構(gòu)件重量為22/2=11 t，支腿全伸尺寸為6．2 m×7．6 m（圖4）。

圖4 80 t汽車吊起吊示意圖 （單位：m）

3.2 支腿壓力計算

3.2.1 汽車吊整機自重

80 t汽車吊整機自重為G=50 t。

3.2.2 腿最大壓力

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件重 13．9 t（含 2．9 t吊具重量）。考慮動載荷時汽車吊起吊重量 Q=13．9×1．4=19．46 t（動載系數(shù)取為1．4）。吊裝對 x、y軸的力矩：

3.2.3 80 t汽車吊支腿壓力分散處理

80 t汽車吊支腿底座尺寸為0．6 m×0．6 m，支腿下方路基板尺寸為1．5 m×1．5 m，則地面應(yīng)力擴散面積如下：

由此算得支腿2位置地基承載力不小于237．1 kPa。由于吊車支腿位置處于市內(nèi)交通主干道路面上，該處地基承載力設(shè)計值為350 kPa，因此吊車支腿受力滿足要求。

3.3 鋼絲繩驗算

鋼絲繩主要有鋼絲擰成的股纏繞而成，中間含有鋼芯，其規(guī)格有6×19、6×37和6×61等（6代表由6股纏繞而成，19、37、61代表每股包含的鋼絲根數(shù)）。每股鋼絲數(shù)量越少則鋼絲繩彎曲度越低，本身較硬，多用于纜風(fēng)繩等，反之則代表鋼絲繩彎曲度較高，繩體較軟，多用于起重索。

根據(jù)相關(guān)規(guī)定[1]，單根鋼絲繩最大容許應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：

表1 鋼絲繩安全系數(shù)K

鋼梁構(gòu)件重量分布在20～25 t時，鋼絲繩選用按最大重量25 t考慮，考慮4個吊點，以鋼絲繩與水平面最大夾角為最不利狀況（鋼絲繩與水平夾角呈60°），鋼絲繩選型計算如下：每根鋼絲繩承重25/（4×sin60°）=7．2 t，即70．7 kN計，通過參考《重要用途鋼絲繩》（GB 8918—2006）規(guī)范，選用規(guī)格為6×37-1 870 MPa的φ30 mm的纖維芯鋼絲繩。則Sg=0．82×555÷6=75．9 kN＞70．7 kN，滿足要求。

4 鋼結(jié)構(gòu)主要施工工藝及注意事項

4.1 鋼構(gòu)件栓接

本工程所采用的摩擦型高強螺栓，相鄰構(gòu)件之間接觸范圍需在工廠進行噴砂處理，確保其摩擦面抗滑移系數(shù)滿足要求（連接構(gòu)件為Q235B級鋼材時，系數(shù)≥0．45；連接構(gòu)件為Q345B級鋼材時，系數(shù)≥0．5）。在安裝前必須清理接觸面的污漬、鐵銷等雜物，接觸面若有浮銹或油污，先清理后保持干燥狀態(tài)，對周邊的鐵刺、焊傷等需由專業(yè)人員進行打磨處理，防止其對接觸面造成損傷。雨天嚴禁作業(yè)，雨后需及時對摩擦面的水進行清理并烘干，干燥后方能進行作業(yè)。高強螺栓進場后必須對其進行抽檢，合格后方可用于現(xiàn)場施工。其外形系數(shù)、受力性能需由專門的試驗檢測機構(gòu)進行檢測，螺栓扭矩系數(shù)符合相關(guān)規(guī)定后方可使用[2]：①鋼梁安裝時部分高強螺栓穿入螺栓孔固定。②高強螺栓逐步插入螺栓孔，然后對螺栓進行初擰，其初擰軸力值為最終值的1/2～2/3。③螺栓終擰順序為由中間至四周，終擰值與標(biāo)準預(yù)拉力值偏差為±10%。終擰可采用電動扳手進行，其端部梅花頭被擰掉即可結(jié)束。④上述作業(yè)完畢后，需采用專用錘逐個檢查，當(dāng)螺栓存在漏擰或欠擰情況時可二次補擰，當(dāng)有超擰情況時必須對螺栓進行更換。對已檢查合格的螺栓做好標(biāo)記，防止后續(xù)作業(yè)混淆。

4.2 鋼構(gòu)件焊接

本工程焊接主要是鋼梁與柱、主梁與次梁節(jié)點焊接。Q345與Q345鋼間焊接采用二氧化碳氣體保護焊。先對構(gòu)件進行定位焊接，調(diào)整滿足精度要求后，對其進行正式焊接。焊接順序需先中間后兩邊，逐節(jié)逐條推進進行。焊接單根構(gòu)件時，需由一端向另一端進行，減少其應(yīng)力對焊接的影響。

定位焊與正式焊所用材料及工藝必須相同，當(dāng)構(gòu)件鋼板大于25 mm時，需對焊件面進行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為80～120 ℃，預(yù)熱范圍為焊縫兩側(cè)，寬度為50～80 mm。同一位置定位焊件和正式焊接必須由同一名焊工進行。

4.3 鋼構(gòu)件涂裝

本工程涂裝采用滾涂的方式進行施工。為了保證油漆的涂裝質(zhì)量，對施焊部位進行底漆涂裝前，先用鋼絲刷除銹，打磨光亮再用細砂紙打磨除塵，以免有灰塵、雜質(zhì)等影響油漆質(zhì)量；對于油漆被破壞已生銹的部位需補涂時，先用鋼絲刷除銹，再用細砂紙打磨除塵，然后用軟皮砂輪機將破損的邊緣部位打磨成坡口，以便于各層油漆更好地黏結(jié)；已經(jīng)做完底漆的所有構(gòu)件在做中間漆之前都要經(jīng)細砂紙打磨除塵后才能進行中間漆的涂裝；對于隱蔽部位，在大面積涂裝前先用漆刷預(yù)涂裝，以保證隱蔽部位不漏涂裝。

4.4 屋面壓型板安裝

壓型鋼板鋪設(shè)前，需將鋼梁面處的垃圾、水漬、油污等清理干凈，當(dāng)板材產(chǎn)生變形時，應(yīng)在專用胎具或卡具上進行校正，板面翹曲與鋼梁頂面的間隙應(yīng)控制在1 mm以內(nèi)。壓型板鋪設(shè)時需嚴格按照圖紙進行，板材安裝前需在鋼梁上做好板材位置標(biāo)記，對板材的位置、朝向等確認無誤后方可進行下一步施工。施工人員在鋪設(shè)板材時必須穿含鋼片底的膠鞋，防止板材對施工人員腳底產(chǎn)生穿刺，同時避免保護板材涂層被破壞。根據(jù)圖紙，在鋼梁上進行栓釘?shù)亩ㄎ唬?然后進行栓釘焊接。焊接每一片鋼承板兩側(cè)溝底需以16 mm直徑的熔焊與鋼梁固定，焊點的平均最大間距不得大于圖紙要求。焊接材料應(yīng)穿透鋼承板并與鋼梁材料有良好的熔接。如果采用穿透式剪力釘直接透過鋼承板植焊于鋼梁上，則剪力釘可以取代上述的熔焊工作。

5 安全保證措施

（1）起重司機必須經(jīng)過培訓(xùn)并持有效駕駛證及起重吊裝特種作業(yè)證，必須對所有吊裝人員進行培訓(xùn)及考試，并對其進行書面安全技術(shù)交底，簽字后留檔保存。

（2）吊裝前需安排專職安全員對吊裝設(shè)備、卡具、鋼絲繩等進行檢查，檢查合格后方可進行下一步作業(yè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備及工具存在變形或開裂時，必須對其進行更換，當(dāng)發(fā)現(xiàn)螺栓松動或卡具不正常脫落時，必須由專門修理人員進行更換維修。設(shè)備運行及保養(yǎng)需做好相關(guān)記錄，當(dāng)出現(xiàn)運轉(zhuǎn)不暢時需停機檢查。吊裝前必須進行試吊，經(jīng)項目部及監(jiān)理單位同意后方可進行正式吊裝。

（3）吊裝區(qū)域必須進行封閉，安排專職人員進行監(jiān)控。起重機工作時，起重臂桿旋轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)，嚴禁站人或通過[3]。

（4）雙機吊裝時，需根據(jù)吊機的起重能力對起吊重量進行合理分配，起吊總重量不得超過雙機總起重量的75%。吊裝時必須安排專人進行統(tǒng)一指揮，兩臺吊機步調(diào)一致，同時確保吊鉤及滑車組等處于合理狀態(tài)[4]。

6 質(zhì)量保證措施

（1）鋼結(jié)構(gòu)在廠家進行加工時，安排專職人員駐廠進行檢查，確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸及材料符合有關(guān)規(guī)定，鋼構(gòu)件制作過程中檢查資料實時保存，確保質(zhì)量可控。

（2）鋼梁吊裝、校正時安排測量人員在站臺上用全站儀測出鋼梁端部的垂直于地面的點，然后在鋼梁上綁線墜，控制梁端偏差，同時使用水準儀測量出梁端標(biāo)高（塔尺頂住鋼梁底部）。

（3）高強螺栓連接在施工前應(yīng)對連接副實物和摩擦面進行檢驗和復(fù)檢，合格后才能進入安裝施工。安裝時嚴格控制高強螺栓長度，避免由于以長代短或以短代長而造成強度不夠、螺栓混亂的情況。終擰結(jié)束后，要保證有2～3個絲扣露在螺母外圈。

（4）項目部需安排專人監(jiān)督與檢查焊工嚴格按工藝文件要求進行焊接施工，打底焊時監(jiān)控好底層焊道的寬度與厚度。所有焊縫冷卻至室溫后必須進行100%的目測檢驗。

7 結(jié)語

通過對商海北街車站超大超重橫梁鋼構(gòu)件采用汽車吊雙機抬吊，很好地解決了超大超重鋼構(gòu)件吊裝的施工難題，不但安全快速地完成了大型鋼構(gòu)件的吊裝作業(yè)，而且縮短了作業(yè)時間，減少了對周邊交通環(huán)境的影響。同時，由于吊裝設(shè)備位置可靈活設(shè)置，提高了鋼構(gòu)件一次吊裝到位的準確性，避免了構(gòu)件二次移位，減少了施工費用。通過現(xiàn)場實際使用，該吊裝方式在超大型鋼構(gòu)件安裝施工中取得很好的效果，可為類似工程施工提供借鑒。