傅海東 上海鐵路局土地房產(chǎn)管理處

1 引言

自京津城際開通運(yùn)營以來，我國高速鐵路和客運(yùn)專線的建設(shè)高速發(fā)展。通過一個(gè)階段的運(yùn)營，由于設(shè)計(jì)、施工和日常維護(hù)等多方面的缺陷，多次發(fā)生雨棚屋面被大風(fēng)掀起、飾面物松動(dòng)脫落的質(zhì)量缺陷，打斷接觸網(wǎng)，對(duì)正常運(yùn)輸造成一定的影響。如何有效預(yù)防和消除雨棚設(shè)備的質(zhì)量缺陷，確保高速鐵路安全運(yùn)行，已成為工程技術(shù)人員和設(shè)備管理人員亟待思考和解決的問題。

2 設(shè)備現(xiàn)狀

截止目前，上海局管內(nèi)高鐵車站總計(jì)40個(gè)，房建設(shè)備量1.963×106m2，其中：京滬高鐵13個(gè)車站，設(shè)備量1.286×106m2；滬寧高鐵20個(gè)車站，設(shè)備量4.88×105m2；滬杭高鐵 7 個(gè)車站，設(shè)備量1.89×105m2;客運(yùn)專線車站有19個(gè)，房建設(shè)備量4.83×105m2，其中沿海鐵路為14個(gè)車站，設(shè)備量4.03×105m2；合寧合武有5 個(gè)車站，設(shè)備量 8.0×104m2。

高鐵車站雨棚結(jié)構(gòu)形式比較典型的是鋼管混凝土柱、空間倒三角形鋼桁架結(jié)構(gòu)。屋蓋系統(tǒng)主要有屋面板、下層板、檐口、防水層、隔熱層、排水溝、及附加龍骨、支架、緊固件、吊桿等部分組成。雨棚質(zhì)量缺陷最容易發(fā)生的部位，是雨棚屋面板、下沉板（吊頂板、壓條）、檐口（包邊）等部位。

3 原因分析

3.1 工程建設(shè)階段的原因

3.1.1 設(shè)計(jì)方案不嚴(yán)密

一是安全冗余度不足。對(duì)高速鐵路這種特殊環(huán)境下的安全系數(shù)考慮不充分，安全冗余不足。屋面設(shè)計(jì)風(fēng)、雪荷載的取值，設(shè)計(jì)單位都按地區(qū)50年一遇的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，近年來隨著全球氣候的變化，極端性超百年不遇的大風(fēng)、大雪、冰凍已不鮮見。例如：南京站無站臺(tái)柱雨棚，抗雪荷載是按照50年一遇的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，2005年投入運(yùn)營，2008年就遇到了百年一遇的大雪，雨棚屋面的彩鋼板承受不住雪荷載而下墜。又如：京滬高鐵定遠(yuǎn)站雨棚，設(shè)計(jì)采用50年一遇的風(fēng)壓0.35 kN/m2，但剛投入運(yùn)營就碰到了0.36 kN/m2的風(fēng)壓，超過50年一遇的設(shè)計(jì)取值。

二是設(shè)計(jì)安全等級(jí)（標(biāo)準(zhǔn)）不夠。針對(duì)高速鐵路雨棚長期使用在高速、高壓的特殊情況下，設(shè)計(jì)的安全等級(jí)（標(biāo)準(zhǔn)）不足。目前國家沒有室外吊頂?shù)脑O(shè)計(jì)規(guī)范，鐵道部也沒有針對(duì)高鐵雨棚的專門規(guī)范，設(shè)計(jì)時(shí)只是參照室內(nèi)吊頂?shù)某Ｒ?guī)做法，再增加一定的安全系數(shù)，但無站臺(tái)柱雨棚處于室外環(huán)境，受氣候等外在因素影響非常大，雖已考慮一定的安全系數(shù)，但安全系數(shù)等級(jí)還不夠。

三是受外界氣候影響大。室外的雨棚吊頂按照室內(nèi)的常規(guī)做法設(shè)計(jì)施工，無柱雨棚的吊頂為鋁合金條板裝飾面，該裝飾面易受施工質(zhì)量及風(fēng)荷載、溫度變化和長期暴露在室外等因素影響造成撓曲變形而脫落。

四是材料耐久性和可靠性不足。設(shè)計(jì)選材偏重于外在美觀，沒有充分考慮材料的耐久性和可靠性；比如：現(xiàn)場很多雨棚檐口封檐鋁塑板的龍骨為方鋼龍骨，在室外潮濕環(huán)境下極易銹蝕，板縫間的密封膠易老化以及受到風(fēng)荷載的影響，極易造成封檐板松動(dòng)脫落等。

五是缺乏維護(hù)管理的上人措施（設(shè)備）。站房、雨棚的屋面沒有考慮上人設(shè)施，吊頂中缺少檢修馬道，以至于投入使用后無法對(duì)屋面、吊頂、電照等設(shè)備，實(shí)施日常的檢修和搶修等作業(yè)。我局管內(nèi)很多車站屋面造型由于結(jié)構(gòu)造型、弧度等原因不具備上人條件，一旦屋面發(fā)生異常情況設(shè)備管理單位無法組織搶修。六是沒有完善的深化設(shè)計(jì)。部分深化設(shè)計(jì)沒有結(jié)構(gòu)計(jì)算書，沒有詳細(xì)的施工節(jié)點(diǎn)詳圖。在雨棚屋脊、伸縮縫、封檐板、檐口、天溝及封堵等部位尤其薄弱，對(duì)于雨棚吊頂，設(shè)計(jì)單位沒有系統(tǒng)的考慮主體結(jié)構(gòu)與檁條、檁條與龍骨、龍骨與吊頂板之間的有效和可靠連接，深化設(shè)計(jì)圖紙對(duì)于所用的材料、配件的規(guī)格、型號(hào)、尺寸、性能要求等表述不詳。

3.1.2 施工質(zhì)量缺陷

一是施工工序不到位。受工期的影響造成施工工序的不到位，吊頂很多部位未按規(guī)定施工，按圖紙必須采用螺栓和螺帽連接的，現(xiàn)場施工未采用栓接；按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)倒“T”支座連接必須要有兩個(gè)螺栓固定的，現(xiàn)場施工只用一個(gè)螺栓固定；施工工序不到位是導(dǎo)致屋面板和吊頂板松動(dòng)脫落一個(gè)很重要的原因。

圖1為比較典型的、很多高鐵車站雨棚屋面采用的雨棚屋面板連接節(jié)點(diǎn)施工圖。

根據(jù)提前介入和竣工驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場很多施工安裝過程中，沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行施工，首先是屋面板與下面的鋁合金支架之間相互咬合不緊密，相互間鎖邊不緊連接不到位，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的360°；其次鋁合金支架與下面的鋼檁條連接不牢固，支架與鋼檁條設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)為兩顆螺釘固定，但很多地方僅有1顆固定螺絲；固定屋面板的鋁合金支架數(shù)量也不足，設(shè)計(jì)間距為400 mm，但部分地方的間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于400 mm的間距。這是一個(gè)典型的由于施工工序不到位造成屋面板與支座、支座與檁條之間連接出現(xiàn)問題的質(zhì)量缺陷。

圖1 雨棚屋面板連接節(jié)點(diǎn)施工圖

3.1.3 工程監(jiān)理不到位

監(jiān)理單位巡視、旁站和平行檢驗(yàn)流于形式，對(duì)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序監(jiān)控不嚴(yán)，動(dòng)態(tài)跟蹤不到位，對(duì)深化設(shè)計(jì)和施工方案審核不到位，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題整改盯控不到位，使工程質(zhì)量存在缺陷。

3.1.4 竣工驗(yàn)收不到位

沒有把好竣工驗(yàn)收關(guān)，很重要一點(diǎn)，竣工驗(yàn)收時(shí)缺乏圖紙，驗(yàn)收沒有依據(jù)。由于受工期的影響，很多高鐵和客專車站在開通運(yùn)營時(shí)都沒有竣工圖紙，高鐵車站雨棚采用的很多都是新材料、新工藝，驗(yàn)收人員只能憑經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)的知識(shí)去驗(yàn)收，影響驗(yàn)收質(zhì)量。

3.2 維護(hù)管理問題

3.2.1 天窗點(diǎn)不能滿足維護(hù)要求

目前高鐵線路都是電氣化鐵路，雨棚維修作業(yè)時(shí)都要在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。夜間施工必須停電作業(yè)，由于夜間光線條件較差等情況，現(xiàn)有天窗時(shí)間往往無法完成吊頂板的搶修作業(yè)。受天窗和照明的影響，檢查、檢修和日常的維護(hù)管理也十分困難。

3.2.2 缺乏專業(yè)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

近幾年新型大型房建設(shè)備大量投入使用，但國家、鐵道部都沒有相應(yīng)的檢查和維護(hù)的技術(shù)性規(guī)范，設(shè)計(jì)和施工部門沒能提供相應(yīng)的維修、保養(yǎng)技術(shù)資料，對(duì)各種材料的使用年限、更換時(shí)限、日常養(yǎng)護(hù)等方面沒能為日常維護(hù)管理提供指導(dǎo)性意見，而既有的設(shè)備管理辦法也不能適應(yīng)高鐵的快速發(fā)展，盡管經(jīng)過一段時(shí)間的摸索，設(shè)備管理部門結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，制訂了一系列維修管理辦法，但缺乏技術(shù)支撐和理論依據(jù)，與現(xiàn)場操作存在很大差距。

3.2.3 缺乏登高作業(yè)設(shè)備

由于高鐵站房的層高及雨棚頂?shù)母叨榷己芨撸s20 m左右），常用的梯子等登高設(shè)施無法滿足設(shè)備維修的要求，發(fā)現(xiàn)問題處理時(shí)采用常規(guī)搭腳手架方法，周期長對(duì)運(yùn)輸調(diào)度組織影響很大，造成日常維修管理無法正常進(jìn)行。據(jù)調(diào)查，目前市場上能滿足高鐵車站雨棚高度和性能的升降設(shè)備的重量在10-17 t，屬于重載設(shè)備，由于高鐵車站不允許設(shè)置平交道口，所以不能有效解決各站臺(tái)之間快速轉(zhuǎn)移（還有很多高架站），所以目前沒有適合高鐵車站雨棚專用的登高作業(yè)設(shè)備。

3.2.4 缺乏專業(yè)的維護(hù)管理隊(duì)伍

目前我局高鐵站房雨棚的設(shè)備管理單位技術(shù)人才缺乏，缺乏規(guī)范、系統(tǒng)的高鐵知識(shí)培訓(xùn)，不能適應(yīng)高鐵車站雨棚維護(hù)管理要求。

4 防范的措施

4.1 提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）設(shè)計(jì)要充分考慮高鐵運(yùn)營在高速、高壓的情況下的特殊要求，對(duì)高速動(dòng)車組通過的車站雨棚、吊頂進(jìn)行風(fēng)洞和風(fēng)揭試驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提高安全冗余。基本風(fēng)壓值由50年一遇提高到100年一遇，建筑安全等級(jí)由二級(jí)提高到一級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)由1.0提高到1.1。

（2）完善深化設(shè)計(jì)審核程序。所有深化設(shè)計(jì)必須進(jìn)行設(shè)計(jì)方案審查，重要節(jié)點(diǎn)須經(jīng)設(shè)計(jì)單位審核確認(rèn)；細(xì)化節(jié)點(diǎn)施工圖，確保每一個(gè)連接都要有設(shè)計(jì)方案。對(duì)于影響結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量的屋面系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)詳圖設(shè)計(jì)，必須由設(shè)計(jì)單位完成施工圖設(shè)計(jì)，嚴(yán)禁以施工單位的深化設(shè)計(jì)圖或加工制作圖代替設(shè)計(jì)單位的施工圖。同時(shí)，設(shè)計(jì)單位對(duì)施工單位提出明確的加工制作設(shè)計(jì)要求，確定技術(shù)缺口的深度。

（3）設(shè)計(jì)理念以實(shí)用為主。選材要充分考慮材料的耐久性和可靠性，確保屋面、吊頂?shù)汝P(guān)鍵部位在使用期內(nèi)牢固可靠，要便于日后的檢查和維修。在正線和接觸網(wǎng)上方的主體結(jié)構(gòu)上盡可能減少裝飾件，從源頭上杜絕裝飾件脫落危及安全事件的發(fā)生。

（4）加強(qiáng)構(gòu)件連接強(qiáng)度。飾面物的連接方式采用機(jī)械連接，慎用卡扣連接。屋蓋系統(tǒng)重點(diǎn)確保屋面板與支座、支座與檁條之間的連接可靠，同時(shí)加強(qiáng)屋面板與屋面板之間的有效連接。吊頂系統(tǒng)重點(diǎn)確保主體結(jié)構(gòu)與檁條、檁條與龍骨、龍骨與吊頂板之間的可靠連接。

（5）加設(shè)上人設(shè)施。站房、雨棚的屋面要設(shè)上人維修設(shè)施，吊頂中要設(shè)檢修馬道，滿足設(shè)備管理單位日常檢查和維護(hù)的需要。

4.2 建立工程質(zhì)量追究制度

強(qiáng)化設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和建設(shè)單位在工程質(zhì)量中的責(zé)任主體地位，建立工程質(zhì)量責(zé)任追究制度，除追究相關(guān)責(zé)任人的刑事、行政責(zé)任外，建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位還需出具相應(yīng)的質(zhì)量保證承諾書，促使各單位切實(shí)重視工程的施工質(zhì)量，從源頭上杜絕質(zhì)量缺陷。

4.3 完善規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)高鐵房建設(shè)備的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收制訂相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上解決根本性問題。一是制訂高鐵車站雨棚設(shè)備設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收規(guī)范，明確相應(yīng)技術(shù)參數(shù)的取值標(biāo)準(zhǔn)。二是制訂高鐵站房、雨棚日常維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范管理行為。三是由設(shè)計(jì)、施工單位提供完善的竣工資料和專業(yè)維護(hù)手冊(cè)，明確雨棚等建筑物主體結(jié)構(gòu)和屋面、裝飾工程的設(shè)計(jì)使用年限和保修期，為設(shè)備管理單位對(duì)雨棚吊頂?shù)妊b飾項(xiàng)目的具體維修周期、維修方案提供指導(dǎo)性意見。

4.4 研發(fā)設(shè)備，建立專業(yè)維管隊(duì)伍

與專業(yè)登高設(shè)備制造廠家聯(lián)合，研發(fā)適合高鐵車站雨棚日常檢查維修的專用登高作業(yè)設(shè)備，解決高空維修作業(yè)瓶頸，高效利用天窗點(diǎn)，定期對(duì)雨棚進(jìn)行日常檢查和維修。加強(qiáng)技術(shù)人員儲(chǔ)備，加強(qiáng)職工培訓(xùn)，建立專業(yè)化的高鐵房建設(shè)備維管隊(duì)伍。

5 結(jié)束語

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，高速鐵路投入運(yùn)營以后，車站雨棚質(zhì)量缺陷一直較為棘手，若不徹底整治，會(huì)對(duì)高鐵運(yùn)輸造成一定影響，并且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。希望通過本文對(duì)正在建設(shè)和即將開通運(yùn)營的高鐵車站雨棚提出一些整改意見供參考。對(duì)于已投入運(yùn)營中的高鐵車站雨棚質(zhì)量缺陷，如何一勞永逸地徹底整改到位，還缺乏的深入思考和有效措施，這也是我們需要進(jìn)一步研究的方向。