虹橋動(dòng)車所四線檢查庫(kù)大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工及管理

韓 芳

(滬杭鐵路客運(yùn)專線股份有限公司，上海 200237)

1 虹橋動(dòng)車所四線檢查庫(kù)工程簡(jiǎn)述

本工程為新建上海至杭州高速鐵路工程虹橋動(dòng)車庫(kù)專用廠房，屬于大型鐵路動(dòng)車組檢修廠房，主廠房為鋼結(jié)構(gòu)，建筑高度為12 m，鋼結(jié)構(gòu)面積約16 258 m2，高度達(dá)11 m，最大桁架跨度達(dá)33.5 m。

項(xiàng)目性質(zhì):單層鋼架，主體結(jié)構(gòu)采用H型鋼柱、鋼梁鋼柱、鋼桁架、彩鋼板屋面。主體結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)為二級(jí)。項(xiàng)目的火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類廠房，抗震設(shè)防6度，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年。

柱間支撐采用鋼圓管。屋面主結(jié)構(gòu)采用焊接H鋼梁，水平支撐均為鋼圓管。

2 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

2.1 工期緊、施工難度大

現(xiàn)場(chǎng)施工工期要求在60 d內(nèi)完成鋼結(jié)構(gòu)部分安裝，而且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，場(chǎng)地條件受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)影響，現(xiàn)場(chǎng)吊裝的條件不好，整個(gè)過(guò)程需要采用履帶吊機(jī)，施工難度較大，因此本工程的工期尤為緊張。解決策略:

(1)在選擇安裝方案時(shí)選擇風(fēng)險(xiǎn)小，多個(gè)施工面可同時(shí)施工的施工方法;

(2)與工廠緊密聯(lián)系，結(jié)合多面施工的原則，合理的安排好材料進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃;

(3)在進(jìn)場(chǎng)前盡量按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的需要將施工方案考慮得周到詳盡。

2.2 構(gòu)件超長(zhǎng)、運(yùn)輸難、進(jìn)場(chǎng)難

運(yùn)輸工程:由于路途遠(yuǎn)，而且構(gòu)件大，運(yùn)輸成為本工程開(kāi)始前的一大難題。如何能在有效的時(shí)間完成如此龐大的運(yùn)輸任務(wù)成為重中之重。

現(xiàn)場(chǎng)道路:現(xiàn)場(chǎng)的材料進(jìn)場(chǎng)條件不理想，施工場(chǎng)地與主要公路距離較遠(yuǎn)，并且當(dāng)?shù)囟酁樯惩?，土質(zhì)松軟，車輛容易發(fā)生陷入。

解決策略:

(1)針對(duì)格構(gòu)柱超長(zhǎng)運(yùn)輸難問(wèn)題，構(gòu)件在設(shè)計(jì)深化初期階段就結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行合理節(jié)點(diǎn)分段，滿足構(gòu)件分段的規(guī)范要求，盡可能地避開(kāi)牛腿及受力面的分割，滿足運(yùn)輸要求。

(2)具體分析主結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理分批進(jìn)行構(gòu)件及次構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)組拼裝。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)焊接量大、質(zhì)量要求高

本工程H型鋼柱、桁架系統(tǒng)均需現(xiàn)場(chǎng)組拼焊接，對(duì)焊接施工工藝要求高，施工工期緊，如何保證焊接質(zhì)量，又滿足工期要求是本工程需著重考慮的問(wèn)題。

解決策略:

嚴(yán)格按焊接作業(yè)方案和焊接工藝指導(dǎo)書的操作程序進(jìn)行焊接施工的管理，投入具備成熟施工經(jīng)驗(yàn)的焊裝施工隊(duì)伍進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。為滿足工期要求，可針對(duì)焊接量大小適當(dāng)增加電焊工平鋪施工，提高效率。

3 鋼結(jié)構(gòu)安裝實(shí)施方案及技術(shù)措施

3.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝及質(zhì)量控制程序(圖1)

3.2 鋼結(jié)構(gòu)施工機(jī)械選擇及區(qū)域劃分布置方案

根據(jù)工程實(shí)際情況，以施工圖為依據(jù)，針對(duì)工程圖紙及現(xiàn)場(chǎng)作了細(xì)致分析，制定出符合本工程特點(diǎn)具有針對(duì)性的現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)施方案。

3.2.1 施工機(jī)械選定

2臺(tái)25 t起重機(jī)進(jìn)行鋼柱、桁架吊裝;1臺(tái)16 t汽車吊配合吊裝鋼柱，次構(gòu)件及現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件預(yù)拼裝。

3.2.2 施工區(qū)劃分

1-18/B-C軸為第一施工區(qū)，18-40(40-53軸)/B-C軸為第二施工區(qū)(圖2)。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備

3.3.1 軸線的交接及復(fù)測(cè)

(1)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位一起對(duì)提供的定位軸線進(jìn)行交接驗(yàn)線，做好記錄，對(duì)定位軸線進(jìn)行標(biāo)記，并做好保護(hù)。

圖1 四線檢查庫(kù)大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝流程及質(zhì)量控制程序

圖2 施工區(qū)劃分

(2)對(duì)提供的水準(zhǔn)點(diǎn)(二級(jí)以上)，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行閉合測(cè)量，并將水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)設(shè)到附近建筑物不易損壞的地方，也可測(cè)設(shè)到建筑物內(nèi)部，但要保持視線暢通，同時(shí)應(yīng)加以保護(hù)。

(3)復(fù)測(cè)完成后，測(cè)放鋼柱的軸線位置與高程。

3.3.2 鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)堆場(chǎng)及周邊場(chǎng)地硬化和排水

施工現(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)件臨時(shí)堆場(chǎng)設(shè)在總包指定的位置，在地面上鋪設(shè)木方，減少鋼構(gòu)件堆放時(shí)產(chǎn)生變形。構(gòu)件堆放時(shí)注意排水方向，不要妨礙地面排水。

3.3.3 構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

鋼構(gòu)件、材料驗(yàn)收的主要目的是清點(diǎn)構(gòu)件的數(shù)量并將可能存在缺陷的構(gòu)件在地面進(jìn)行處理，使得存在質(zhì)量問(wèn)題的構(gòu)件不進(jìn)入安裝流程。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)拼裝

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)情況和鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)吊裝的要求，結(jié)合構(gòu)件運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，為保證構(gòu)件的質(zhì)量和滿足施工工期要求，在滿足運(yùn)輸和吊裝的條件下，確定合適的拼裝方案格外重要。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的特殊性以及現(xiàn)場(chǎng)的具體施工條件并結(jié)合其他類似大型鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，先吊裝下節(jié)柱，待校正檢測(cè)合格后，再進(jìn)行上節(jié)柱的吊裝。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)安裝細(xì)述

3.5.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝原則

在實(shí)際施工中以每2跨為一個(gè)施工單位同步安裝，主結(jié)構(gòu)與次結(jié)構(gòu)在進(jìn)度安排上有一定搭接，以提高施工速度，確保計(jì)劃按進(jìn)度工期順利完工。

3.5.2 鋼柱吊裝注意事項(xiàng)

(1)放線 鋼柱在吊裝前應(yīng)在構(gòu)件表面標(biāo)出安裝用控制線作為校正的依據(jù)。

(2)鋼柱吊升 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的H型鋼柱高度及噸位，采用汽車吊進(jìn)行施工，起升時(shí)以避免柱腳端安裝過(guò)程中因地面摩擦及滑移而造成的構(gòu)件破壞。

(3)鋼柱就位 柱腳螺栓孔插入預(yù)留螺栓后，進(jìn)行對(duì)位和垂直度初校。鋼柱對(duì)位位移誤差不能超過(guò)規(guī)范規(guī)定的5 mm。在對(duì)拉過(guò)程中，利用起重機(jī)的起落吊臂、轉(zhuǎn)向、起落吊鉤、走車等動(dòng)作，對(duì)鋼柱進(jìn)行初校正。鋼柱校正后，即可進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓初擰。

(4)鋼柱校正 鋼柱的校正包括平面位置校正和垂直度校正。校正程序?yàn)?先校正平面位置，后校正垂直度。鋼柱偏差采用經(jīng)緯儀觀測(cè)控制。

(5)鋼柱固定 每校正好1根鋼柱應(yīng)與前根柱用連系梁、柱間支撐、交叉撐等及時(shí)連接并用高強(qiáng)度螺栓擰緊固定。

(6)施工測(cè)量

校正前先檢查柱腳的軸線，使其達(dá)到規(guī)范的要求，再檢查高程，鋼柱的高程用螺帽控制，螺帽應(yīng)設(shè)置在靠近地腳螺栓的柱腳底板加勁板或柱肢下。

鋼柱經(jīng)過(guò)初校，垂直度偏差控制在20 mm以內(nèi)方可使起重機(jī)脫鉤，鋼柱的垂直度用經(jīng)緯儀進(jìn)行校正，上測(cè)點(diǎn)設(shè)在柱頂，經(jīng)緯儀的架設(shè)位置應(yīng)使其望遠(yuǎn)鏡視線與觀測(cè)面盡量垂直(夾角大于75°)，鋼柱如有偏差，用兩個(gè)撐桿校正。在校正過(guò)程中，隨時(shí)觀察柱底部和高程控制塊之間是否脫空，以防校正過(guò)程中造成水平高程的誤差，同時(shí)檢查軸線，防止鋼柱位移，鋼柱復(fù)校合格后，方可終擰緊固螺栓。

(7)縱橫十字線的校正

鋼柱安裝完后，及時(shí)將柱間支撐安裝好形成排架，首先用經(jīng)緯儀在鋼柱縱向側(cè)端部從柱基控制軸線引到牛腿頂部，定出軸線距離行車梁中心線的距離，在吊車頂面中心線拉一通長(zhǎng)鋼絲，逐根將行車梁端部調(diào)整到位，用千斤頂或手拉葫蘆進(jìn)行軸線位移。

3.5.3 鋼屋架的吊裝

鋼屋架現(xiàn)場(chǎng)采用分跨整體吊裝法。本工程結(jié)構(gòu)單跨長(zhǎng)度達(dá)33.5 m，根據(jù)單跨鋼架節(jié)點(diǎn)布置形式，宜采用整體吊裝法施工，大跨度屋架采取構(gòu)件地面整體拼裝成型的方式，由1臺(tái)25 t汽車吊進(jìn)行安裝。

在施工時(shí)，先在地面將構(gòu)件用螺栓整體連接，拼裝完成后在整榀屋架兩端水平受力點(diǎn)用鋼絲繩設(shè)二點(diǎn)綁扎，綁扎點(diǎn)應(yīng)用軟材料墊至其中，以防鋼構(gòu)件受損;然后用1臺(tái)25 t汽車吊保持同步緩緩提升構(gòu)件。先將屋架吊離地面50 cm左右，螺栓連接點(diǎn)與固定點(diǎn)基本保持垂直狀態(tài)，待屋架懸空穩(wěn)定后起重機(jī)徐徐升鉤，控制屋架兩端點(diǎn)基本對(duì)準(zhǔn)立柱連接面，對(duì)準(zhǔn)后安裝工即可將螺栓穿入孔內(nèi)，初擰作臨時(shí)固定，同時(shí)進(jìn)行垂直度校正和最后固定。屋架垂直度用掛線錘檢查，第一榀屋架應(yīng)與抗風(fēng)柱相連接并用4根溜繩從兩邊將屋架拉牢，以后各榀屋架可用4根校正器作臨時(shí)固定和校正。屋架經(jīng)校正后，即可安裝各類支撐及檁條等，并終擰螺栓作最后固定。

3.5.4 鋼桁架的吊裝

桁架現(xiàn)場(chǎng)吊裝采用雙機(jī)抬吊。桁架吊裝定位測(cè)量方法如下。

(1)現(xiàn)場(chǎng)平面主軸線的測(cè)設(shè)

因本工程工作面復(fù)雜，吊裝以前，先根據(jù)建設(shè)單位提供的測(cè)量控制點(diǎn)，采用內(nèi)控法在場(chǎng)內(nèi)定位基準(zhǔn)軸線，再以此定位基準(zhǔn)軸線引出第二根軸線，進(jìn)行誤差矯正，并使得兩軸線嚴(yán)格保持垂直。軸線方向測(cè)量定位完成后，精密丈量距離，以確定縱橫軸線各端點(diǎn)位置，并進(jìn)行誤差矯正。

(2)建立平面軸線網(wǎng)

主軸線測(cè)設(shè)完成后，再對(duì)矩形網(wǎng)按鋼柱的軸線間距進(jìn)行加密。加密的精度按Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。

(3)高程的引測(cè)

根據(jù)業(yè)主單位提供的高程水準(zhǔn)控制點(diǎn)(國(guó)家Ⅱ級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)以上)，采用閉合回路法引測(cè)到施工作業(yè)面安裝高度上，測(cè)設(shè)在標(biāo)樁上，以此高程作為高程控制基準(zhǔn)點(diǎn)。

(4)鋼桁架段的定位測(cè)量

根據(jù)傳遞上來(lái)的投測(cè)點(diǎn)，利用全站儀進(jìn)行高空平面控制網(wǎng)放線，將軸線投放到桁架構(gòu)件的每根弦桿的連接節(jié)點(diǎn)上。

將每一分跨桁架段吊至相應(yīng)的定位支座上，用水平儀測(cè)量水平度和高程，以桁架上弦和下弦的中心作為高程控制點(diǎn)，同時(shí)用鋼楔子和千斤頂調(diào)整，使其水平度和高程達(dá)到圖紙和規(guī)范的要求，然后進(jìn)行焊接。

(5)鋼柱豎向角度的調(diào)整及測(cè)量

在鋼柱的縱橫十字線的延長(zhǎng)線上或稍偏的位置架設(shè)經(jīng)緯儀，進(jìn)行垂直度測(cè)量，經(jīng)緯儀與縱橫十字線的夾角應(yīng)小于15°。先將鋼柱上的螺母適當(dāng)松開(kāi)，采用鋼鍥或松緊纜風(fēng)繩進(jìn)行校正，校正完畢后，松開(kāi)纜風(fēng)繩不受力，再進(jìn)行復(fù)校調(diào)整，調(diào)整后將螺母擰緊。

(6)測(cè)量精度的保證

現(xiàn)場(chǎng)使用的所有測(cè)量?jī)x器必須進(jìn)行檢驗(yàn)校正，確保儀器在有效期內(nèi)使用，做到施工中所使用的儀器精度要求符合測(cè)量要求。

各控制點(diǎn)分布均勻，并定期進(jìn)行復(fù)測(cè)，確?？刂泣c(diǎn)的精度。

3.5.5 次要鋼構(gòu)件(檁條)安裝

本工程的屋面檁條采用高頻H型鋼，用16 t吊機(jī)進(jìn)行吊裝。

安裝時(shí)在地面分配2個(gè)工人進(jìn)行檁條綁扎，在屋面上分配2個(gè)安裝人員，當(dāng)檁條接近屋架時(shí)幫助把檁條提起并安裝在檁條托架上，并穿好螺絲。

3.6 關(guān)鍵工藝控制

在本工程中，吊裝、測(cè)量、焊接、高強(qiáng)度螺栓連接是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝工程質(zhì)量的關(guān)鍵工藝，在施工時(shí)采取以下技術(shù)措施。

(1)吊裝:施工流程和技術(shù)路線制定與控制;施工機(jī)械、設(shè)備、材料和索具的選用與控制(特別是超載、關(guān)鍵索具對(duì)結(jié)構(gòu)影響);施工環(huán)境和施工條件的控制。

(2)測(cè)量:測(cè)量和校正方法及儀器的控制;基礎(chǔ)的軸線、高程、地腳螺栓、預(yù)埋件等的復(fù)核;標(biāo)準(zhǔn)尺的控制、測(cè)量和校正的施工環(huán)境和施工條件控制;吊裝構(gòu)件的軸線、高程和垂直度的校正和控制。

(3)焊接:鋼材質(zhì)保書驗(yàn)證;鋼材的材料復(fù)試;焊接工藝評(píng)定和焊接工藝的驗(yàn)證;焊接用材料按規(guī)定的烘培和保溫控制;焊接施工環(huán)境和施工條件控制(施工環(huán)境:安全操作設(shè)施，防風(fēng)和防雨措施等;施工條件:鋼材預(yù)熱、焊接檢查、焊接順序等)。

(4)高強(qiáng)度螺栓連接:高強(qiáng)度螺栓連接施工方法制定和控制、高強(qiáng)度螺栓連接進(jìn)貨檢驗(yàn)與控制、軸力和扭矩系數(shù)抽樣試驗(yàn)、滑動(dòng)系數(shù)試驗(yàn)、摩擦面處理與控制、安裝和緊固方法與順序控制、施工環(huán)境和施工條件的控制。

4 施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化管理

本工程的施工現(xiàn)場(chǎng)離居民區(qū)較近，為了保護(hù)和改善生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境，防止由于建筑施工造成的作業(yè)污染和擾民，保障建筑工地附近居民和施工人員的身體健康，制定一系列具體、切實(shí)可行的管理制度和技術(shù)措施來(lái)做好建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境保護(hù)工作。

4.1 周邊地下管線及建筑物、綠化帶保護(hù)措施

(1)開(kāi)工前詳細(xì)了解地下管線的布置情況，了解附近建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)布置盡可能避開(kāi)地下管線位置，遠(yuǎn)離綠化帶。

(2)在施工過(guò)程中應(yīng)針對(duì)存在的管線采取保護(hù)措施，盡可能地避免直接破壞。

(3)本工程采用的吊裝機(jī)械均為大型起重設(shè)備，承載能力強(qiáng)，架空管線前先將管線周圍的土挖空，在其上設(shè)置支撐架，支撐架的擱置點(diǎn)要可靠牢固，能防止過(guò)大位移與沉降，并便于調(diào)整位置;同時(shí)做好明顯的防碾壓標(biāo)志。當(dāng)臨近無(wú)法設(shè)置較穩(wěn)定的支撐架時(shí)，可在管線位置開(kāi)溝后在溝頂擱置支撐梁，直接將管線懸掛在支撐梁上，此時(shí)，支撐梁也有可能隨槽邊土體一并發(fā)生位移或沉降，因此應(yīng)經(jīng)常及時(shí)對(duì)管線位置調(diào)整復(fù)位。

(4)詳細(xì)調(diào)查施工場(chǎng)地區(qū)域內(nèi)及周邊的地上設(shè)施等的情況，根據(jù)調(diào)查的情況設(shè)置明顯的隔離標(biāo)志，特別對(duì)具有敏感性的設(shè)施，預(yù)留安全距離，設(shè)置隔離帶，并對(duì)路邊電線、通訊線，用木桿、竹笆片等絕緣材料進(jìn)行遮擋、封閉，設(shè)立明顯標(biāo)志，保證用電設(shè)備安全。

(5)加強(qiáng)對(duì)施工人員的思想教育工作，注意社會(huì)公德，保護(hù)公物，不損壞公物。

(6)車輛進(jìn)出注意行駛方向和速度，做到安全文明行車，嚴(yán)禁沖撞碾壓綠化帶現(xiàn)象。車輛載重應(yīng)按規(guī)定，嚴(yán)禁超載，以免破壞地下管線。

4.2 防止大氣、噪聲、固體廢棄物污染

(1)施工產(chǎn)生的建筑垃圾，采用臨時(shí)專用垃圾坑及專用容器裝運(yùn)，防止隨意拋撒垃圾。施工垃圾及時(shí)清運(yùn)，做到當(dāng)天的垃圾當(dāng)天清運(yùn)，并適量灑水，減少揚(yáng)塵。

(2)施工現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)噪聲機(jī)械如砂輪機(jī)、空壓機(jī)等，施工時(shí)均放在封閉的機(jī)械棚內(nèi)或白天施工，房屋內(nèi)設(shè)隔音板，使其與外界隔離，最大限度地降低其噪聲，且把其作業(yè)時(shí)間嚴(yán)格限制在7:00～12:00和14:00～22:00，不影響工人與居民的休息時(shí)間。

上海虹橋動(dòng)車所四線檢查庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)工程雖然在工程體量上不算特大工程，但是其工期短并且涉及的具體分項(xiàng)施工工藝非常細(xì)致，分別包括了鋼桁架的地面運(yùn)輸、拼裝、整榀吊裝，地面與高空焊接，高強(qiáng)螺栓施工等諸多施工工藝及措施，不但體現(xiàn)了選擇施工工藝的針對(duì)性，也為以后動(dòng)車所檢修庫(kù)的施工及管理積累了經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)做到項(xiàng)目施工的合理經(jīng)濟(jì)，做到了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏。

［1］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50300—2001 建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收安裝統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

［2］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50205—2001 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2001.

［3］中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司.GB50026—93 工程測(cè)量規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，1993.

［4］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB/T50326—2001 建設(shè)工程項(xiàng)目管理規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

［5］余 洋，李紅飆.不同結(jié)構(gòu)體系在軌道交通車輛基地中的應(yīng)用［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2010(5).

［6］天津建工集團(tuán)總公司.JGJ59—99 建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.