郑州高铁南站承轨层钢结构施工关键技术研究

冯善恒 （中铁四局集团第一工程有限公司，安徽 合肥 230041）

0 前言

劲性混凝土结构是现代建筑中常用的结构形式之一，具有强度高、稳定性好、构件截面小等诸多优点，在高层建筑、高铁站中应用较多，例如南京南站[1]、合肥南站[2]等。在以劲性混凝土结构为主的工程中，钢结构部分的施工影响着整个结构的稳定性及强度，也影响着整个工程的进度。因此对工程中钢结构部分的施工布置及关键技术进行研究至关重要。

1 工程概况

郑州南站设计规模为30站台面32线，其中郑万场10条到发线、郑阜场9条到发线、城际场13条到发线，通过联络线，郑州南站和郑州站、郑州东站互联互通。站房采用高架形式，站房建筑面积约15万㎡。承轨层结构类型为劲性混凝土结构，采用劲性混凝土柱与劲性混凝土梁，总工程量约1.3万t。钢结构部分截面主要以十字型钢、工字钢和H型钢为主，材质为Q345C，厚度小于等于60mm。

图1 郑州高铁南站

2 承轨层钢结构施工重难点

郑州高铁南站采用劲性混凝土结构，通过对结构形式和设计要求进行分析，施工中将会有若干重点和难点需要解决，如表1。

施工重点难点 表1

3 承轨层钢结构施工布置

承轨层钢结构施工是整个工程的关键一环，直接影响整体工程进度。考虑到本工程的重点、难点，本工程采用“分区域分阶段吊装”[3]的施工方案。

针对施工方案及总体安排，本工程共划分成7个施工分区，其中2V、2U、2S、2R四根轴线划分为1区、1A区和2区，2Q轴线划分为3区和3A区，2W和2X两根轴线划分为4区和4A区。

现场整个施工区东西各设置4条横向和4条纵向的履带吊通道形成回型道路，履带吊行走作业通道有效宽度10m。根据施工道路情况设置1个构件堆场，主要用于构件存储。具体施工布置见图2。

4 承轨层钢结构施工工艺

图2 承轨层钢结构施工区域划分

为解决工程中的重点、难点，本工程决定采用“分区域分阶段吊装”的施工方案，钢结构施工工艺如下。

5 承轨层钢结构关键构件施工分析

5.1 钢柱安装分析

钢柱是承轨层的关键构件，整体安装流程可分为5个步骤。

5.1.1 吊装准备

详细核对构件编号，确保无误。清理钢柱表面的渣土、浮锈等，检查钢柱长度、几何尺寸、油漆等，变形、油漆破损等在吊装前进行校正和修补，并对钢柱的中线，轴线、标记进行检查。

图3 承轨层钢结构主要施工工况

5.1.2 测放钢柱轴线

把钢柱安装轴线和标高投测到钢柱柱顶。

5.1.3 钢丝绳绑扎

一般钢柱吊装采用4点吊装方法，根据构件的重量计算选定合适的钢丝绳。钢丝绳长度要保证绑扎完钢柱后相邻两根绳间的夹角不大于60°。

5.1.4 安装临时设施

在钢柱吊装前，先在钢柱上绑扎软爬梯，软爬梯与钢柱的连接必须牢固可靠。除软爬梯本身的卡扣与钢柱相连外，每隔3m左右用8#铁丝把软爬与钢柱梯连接，以防软爬梯飘动。绑扎软爬梯的目的是为了摘除吊装钢柱的吊绳。

5.1.4 起吊

根据构件的自重及连接板型式选择合适的卡扣，钢柱的吊装由起重工绑钩并负责指挥吊装。钢柱起吊采用扳倒法，起钩并回转使柱子竖直起来（构件无论大小都要试吊一次，使构件离地200mm左右），检查各部位有无问题，在确保安全可靠的情况下，开始正式吊装。使柱底板离地面保持40cm～60cm，缓慢回转吊臂，第一节钢柱直至地脚螺栓上方，其他上节钢柱则落到下节柱上方。

承轨层钢结构施工全过程 表2

5.1.6 就位

钢柱回转至地脚螺栓上方时，起重工人扶稳柱子，对准地脚螺栓。同时可以借助撬棍使柱底脚预留螺栓眼对准地脚螺栓；吊车缓慢落钩，当柱底板与地脚螺栓调平螺母相接触时，停止落钩；调拧地脚螺母，按照轴线、标高、垂直度的顺序进行调整；当柱的轴线、标高、垂直度调整好之后，紧固柱底板上的螺母，采用双螺母或与底部焊接永久固定。

图4 预制十字形钢柱

图5 预制十字形钢柱吊装与就位

5.2 钢梁安装分析

钢梁同样是是承轨层的关键构件，整体安装流程可分为5个步骤。

5.2.1 吊装准备

在钢梁安装前，钢梁两端头设置搁排板，离钢梁中心1/3范围设置吊装吊耳。在钢梁两端拴棕绳，以保持钢梁空中平衡，提高安装效率。钢梁的吊装钢丝绳绑好后，先在地面试吊，离地5cm左右，观察其是否水平或歪斜。

5.2.2 钢梁吊装就位、临时固定

钢梁下落到接近安装部位时，起重工人将梁扶稳，并利用圆头撬棍对位，搁置在钢柱牛腿上。

5.2.3 校正

控制钢梁轴线，吊装前每根钢梁标出钢梁中线，钢梁就位时确保钢梁中心线对齐钢柱牛腿上的轴线。主次梁、牛腿与主梁的高低差用精密水平仪测量，并使用自制简易校梁器进行校正。

5.2.4 焊接

调整好钢梁的轴线及标高后，将搁排与牛腿进行焊接，先焊接腹板，再焊接面板和底板。

图6 工字型钢梁

图7 工字型钢梁吊装与就位

6 结语

①本文针对郑州高铁南站承轨层钢结构的工程特点和技术重难点制定了体育馆“分区域分阶段吊装”的施工技术。

②针对承轨层钢结构“分区域分阶段吊装”技术，合理对施工区域进行了划分，可以保证施工的有序进行。

③研究了承轨层钢结构的施工工艺，制定出了钢结构施工的全过程，可以确保构件及结构的有序施工和准确就位。