成都东客站钢结构工程的施工技术

徐 春 兰

(上海沪宁钢机有限公司，上海　200021)



·施工技术·

成都东客站钢结构工程的施工技术

徐 春 兰

(上海沪宁钢机有限公司，上海200021)

结合成都东客站工程复杂钢构件的吊装施工实例，对整体结构的施工进行了全过程有限元数值模拟计算，分析了钢构件、节点在施工过程中的内力与位移变化情况，为实际工程的施工提供了参考依据。

钢结构，数值分析，吊装施工，结构卸载

1　工程概况

成都东客站工程由主站房和无站台雨棚组成，主站房建筑面积约11万m2，无站台雨棚建筑面积约7.1万m2，主站房屋盖采用空间纵横桁架结构体系，建筑总高39 m，宽度204 m，进深445.8 m，在主站房的东西四个角上，各有两个“青铜面具”脸谱巨形箱形钢柱，整个主站房总用钢量约24 000 t。无柱站台雨棚屋盖采用钢管桁架结构体系，结构顶标高13.6 m，为7跨连续结构(单跨43 m左右)，最大跨度46.8 m，整个雨棚总用钢量约6 500 t。

2　复杂钢构件的吊装施工

主站房东西立面“青铜面具”柱采用了大型箱形钢柱，钢柱厚度最大采用了132 mm厚板，钢柱外形尺寸重量均较大，每个柱重量达到800 t左右。青铜兽面由于整体外形尺寸较大且重量非常之重，整体拼装非常不现实，为此采用大吨位履带吊进行较大分段的吊装，以减小吊装工作量以及高空对接焊接工作量，即把每个青铜面兽分为五个吊装分段，分别为下部分段和上部四个分叉分段；吊车根据分段的重量以及吊装最不利位置进行综合考虑，采用两台500 t履带吊进行分段的吊装，分段划分和上、下部分段的吊装方法如图1所示。

3　整体钢结构的施工

3.1施工方案选定与结构安装

该工程工期短，桁架榀数多，构件量大且重量重，应尽量减少高空作业量，最大限度地扩大地面预拼装量。经对多种施工方案对比分析后，综合考虑结构变形、安全、经济、施工进度、场地条件等多种因素，本工程采用“地面拼装，分块安装，分步卸载”的施工方案。

结构总体安装流程划分为8个施工阶段(见表1)，无站台柱雨棚与主站房部分同时进行，从1区、2区开始，分布分块逐次进行主次构件的吊装，然后3区、4区，再5区、8区，最后安装6区、7区。

表1　各阶段加载区划分

3.2结构卸载

空间网壳或网架结构工程在吊装施工完成后需对已经形成的主结构和次结构卸除临时支撑，实施结构卸载。这一卸载过程至关重要，因为此类结构在尚未形成整体之前各结构件的自身刚度都较弱，通常在安装过程中均借助于其下部的临时支撑来承受其结构自重。

卸载过程是一个力的传递和受力体的转换过程，在这一动态过程中力的传递与受力体的转换必须要保持“合理、有序、平稳、缓慢、均匀”的过渡，该工程各个支撑点的顶升高度基本控制在2 mm之内，如图2所示，具体卸载方案详见第5部分。

4　钢结构施工过程数值分析

对于复杂的结构体系，对整体结构的施工各阶段进行考虑施工吊装过程结构累积受力与变形效应的全过程有限元模拟计算，是保证工程安全有效实施不可或缺的重要环节。以西站房(7区)为例，共分8个施工步进行吊装加载，典型施工步数值分析结果见表2，在整个施工加载过程中，主结构构件、胎架支撑体系的位移与构件应力变化较为均匀、缓和，未发生超限、突变现象。

结构整体计算模型中，主结构落地柱与地面钢接，胎架支撑弦杆与地面铰接，胎架支撑与主体结构的连接处耦合节点位移约束。

表2　施工全过程数值分析结果

5　钢结构卸载过程数值分析

结合该工程的特点和各构件在结构体系中的受力大小及其相互依赖的主次关系，将整体结构及其支撑体系划分成5个卸载分区，相应的卸载工作分5个阶段实施，如表3所示；各卸载阶段分成若干小步实施卸载累积全过程分析，如西站房区(5卸载分区见图3)，分为五步卸载，具体卸载行程见表4，卸载全过程数值分析结果见表5。

表3　各阶段卸载区划分

阶段一二三四五卸载分区东站房区(1卸载分区)Y-V区(2卸载分区)U-K区(3卸载分区)J-F区(4卸载分区)西站房区(5卸载分区)

表4　西站房区各卸载步卸载行程

表5　卸载全过程数值分析结果

6　结语

成都东客站工程结构设计新颖，构件类型多样，结构跨度、悬挑大，现场施工具有相当大的难度。文章从复杂钢构件的吊装、施工方案的选定以及整体结构施工全过程的有限元模拟计算等方面进行了叙述，为工程施工提供参考。

[1]GB 50017—2003，钢结构设计规范[S].

[2]GB 50755—2012，钢结构工程施工规范[S].

[3]陈绍蕃，顾强.钢结构(上册)[M].北京:中国建筑工业出版社，2003.

On construction technique of steel structure projects at East Passenger Station of Chengdu

Xu Chunlan

(ShanghaiHuningSteelMechanismCo.,Ltd,Shanghai200021,China)

Combining with the hoisting construction of complicated steel members at East Passenger Station in Chengdu, the paper undertakes the whole process finite element numeric simulation calculation in the construction of the whole structure, and analyzes the internal stress and displacement changes of the steel members and joints in the construction process, so as to provide some reference for the projects.

steel structure, numeric analysis, hoisting construction, structural unloading

1009-6825(2016)08-0116-03

2016-01-07

徐春兰(1977- )，女，工程师

TU758.15

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