于德明 上海铁路局上海房产建筑段

金山铁路支线雨棚加固工程的实施及效果分析

于德明 上海铁路局上海房产建筑段

针对金山铁路支线客站雨棚加固工程实施前后屋盖系统的状况、方案的要点、技术难点、工程效果进行回顾与总结，为今后高铁客站雨棚的建设维护提供可供借鉴的思路。

金山铁路；叶榭站；雨棚；加固补强；屋面板；吊顶板；檐

金山铁路改建工程为金山卫、金山园区、亭林、叶榭、车墩、新桥、春申七座车站，全线按国铁〡级铁路、双线电气化干线设计，最高速度160 km/h，是上海中心城区连接金山区的一条快速铁路。金山铁路改建工程从2009年12月9日开工，于2012年9月28日开通运行，金山铁路运行为金山区及沿线地区人员出行带来了极大便利，更为金山区和沿线地区国民经济的快速发展起到重要的推动作用。本文以叶榭站为例介绍金山铁路客站雨棚加固前后实施情况。

1 金山铁路雨棚加固前按原设计施工图实施情况

金山铁路改建工程共有7座客站雨棚，除金山卫站由华东建筑设计研究院有限公司设计外，其余6座客站雨棚均由中铁第四勘察设计院负责设计，中铁二十局Ⅰ标项目部负责车墩、新桥、春申站三个车站雨棚施工，上海建工集团II标项目部负责金山卫、叶榭、亭林、金山园区站四个车站雨棚施工，7座车站雨棚施工均由华东监理公司负责监理，于2012 年9月按原设计完成施工。

1.1 叶榭站概况

叶榭站站台雨棚由铁四院2011年11月设计，二标（上海建工集团）项目部负责施工，于2012年5月建成，雨棚屋面系统概况如下：

（1）屋面板投影面积（m2）：4115.2

（2）结构形式：钢管混凝土柱，高频焊矩形钢梁

（3）结构安全等级和使用年限：结构安全等级二级；使用年限（年）：15

（4）结构设计基本风压参数：50年一遇基本风压计算0.55 kN/m2

（5）刚架间距（m）：10,12,15

（6）屋面离地面高度（m）：7.5

（7）结构最大悬挑（m）：5.3

（8）构造层次：由上至下为0.8 mm厚银灰色角驰ⅡB-360型压型钢板→0.49 mm纺粘聚乙烯和聚丙烯膜防水透汽层→50 mm厚16k玻璃棉（高强度聚丙烯贴面）→1.5 mm厚镀锌支架→镀锌钢丝网50×50×1.0→钢檩条→热镀锌钢方管40×40×3→0.6 mm厚YX26-205-820压型彩钢底板。

（9）屋面板板型及厚度（mm）：银灰色角驰ⅡB-360型压型钢板（0.8厚）

（10）檩距（m）：1.7

（11）屋面板与檩条连接方式：支座+自攻螺钉+180度咬边

（12）吊顶板板板型及厚度（mm）：YX26-205-820灰白色压型钢板（0.6厚）

（13）檐口板材质及厚度（mm）：亚光白色铝单板（3.0厚）

（14）天沟板材质及厚度（mm）：不锈钢（2.0厚）

（15）支座（架）材质及间距（m）：Q235B（1.5厚），1.7×0.36

（16）龙骨型号及间距（m）：40×40×3（mm）镀锌方钢，1.2-1.4

1.2 叶榭站施工工艺

（1）屋面板：雨棚屋面板采用角驰II360型银灰色压型钢板。钢板厚度0.8 mm，支架厚度2.0 mm，支架与结构主檩连接方式采用M5.5×32的自攻自钻螺钉进行连接。支架顺轨方向间距为375 mm,垂轨方向间距同结构主檩最大为1 700 mm，支架与屋面板为180度咬边连接，每块屋面板上加设两个抗风钉。屋面板与支架之间铺设50 mm厚16K玻璃丝棉（带高强度防潮防腐聚丙烯贴面）保温层和0.49 mm防水透气层。伸缩缝处亦采用360型压型钢板，支架与结构檩条采取M5.5×32（mm）的自攻自钻螺钉连接。

（2）吊顶板：雨棚吊顶板采用YX26-205-820型灰白色压型金属板，厚度0.6 mm，吊顶龙骨为40×40×3（mm）规格镀锌钢管。吊顶龙骨与结构主檩采取焊接方式进行连接，呈1 200 mm～1 495 mm间距布置。镀锌钢管与吊顶板采用M4.2×25 （mm）的自攻自钻螺钉进行连接，螺钉垂轨布置间距205 mm,每块板4颗布置。

（3）檐口：雨棚两端挑梁檐口采用L40×4（mm）镀锌角钢作为封檐龙骨，并与结构主檩之间进行满焊连接，焊缝部位做防腐防锈处理，龙骨间距650 mm,包檐板采用3 mm厚哑白色铝单板，铝单板标准段长度2 000 mm，包檐板与龙骨采用M5×25（mm）的自攻自钻螺钉进行连接，每标准段包檐板与角钢龙骨固定连接螺钉为两端共5颗，顶部横向6颗，共计11颗。雨棚屋面板与吊顶板均深入檐口板里面，其中，屋面板与檐口连接处设置0.5 mm厚银灰色泛水板，采用自攻自钻螺钉连接，缝隙处填充泡沫堵头并以耐候胶予以密封，以防渗水；吊顶板与檐口铝单板缝隙处填充泡沫堵头并以耐候胶予以密封。

（4）天沟：屋面排水天沟为2 mm厚不锈钢U形天沟，固定于结构柱柱中且平行于股道方向，天沟支撑龙骨采用L50×3的角钢支撑。天沟两侧均设置滴水片，滴水片与屋面板采取拉铆钉连接固定，每块板两颗。屋面板端头采用泡沫堵头封堵并以耐候胶进行缝隙封闭处理。天沟底部按照设计要求设置重力式雨水斗。

2 金山铁路客站雨棚的加固补强

2.1 客站雨棚加固补强原因

金山铁路于2012年9月开通运行，但在开通运行前夕，发生了多起因铁路客站雨棚质量问题引发的安全事故，如：2011年7月25日，京沪线定远站1号站台雨棚屋面板遭大风损坏，被刮掉和掀起的压型钢板造成京沪高铁717、718供电单元电源跳闸，停时（运）2 h56 min。针对因客站雨棚质量而造成行车设备安全事故，铁路总公司、上海铁路局高度重视，多次发文发电要求全路各相关部门加强雨棚加固整治，金山公司认真贯彻落实铁路总公司和上海铁路局的指示，组织各相关部门，反复讨论论证，根据金山铁路客站雨棚特点，不断修改完善加固方案，以保障金山铁路安全运行。

2.2 雨棚加固补强原则和标准

（1）安全性：提高安全冗余度，全面加固补强，彻底消除安全隐患，多道设防，确保雨棚构件如有局部损坏，也不会坠落。

（2）针对性：根据各站雨棚的实际情况确定加固方案。

（3）可操作性：充分考虑各车站运营实际和施工的可行性，提出经济、耐久的加固方案。

（4）考虑到恶劣气候和列车风疲劳影响，把基本风压值从50年一遇提高到100年一遇，建筑安全等级由二级提高到一级，结构重要性系数由1.0提高到1.1。

2.3 加固补强的技术、工艺难点及相应措施

金山铁路车站雨棚加固补强工程是对已建工程提高了设计标准，因此在实施过程中面临着诸多难点，经过多次讨论认证，设计单位多次修改图纸，施工单位按照铁路总公司最后审核通过的方案精心组织实施，金山铁路支线雨棚加固补强工程最终达到了设计要求，采取的措施可归纳如下：

（1）确定既能达到提高的设计标准，又对原有屋面系统损伤最小的加固补强方案暨优化的“钢夹具+槽钢压条”加固补强方案，对屋面板分为一般区域和重点区域分别进行加固。优化方案为在每个屋面板波峰支座处，用钢夹具加10号镀锌通长槽钢沿线路方向在檐口一侧、天沟两侧等薄弱处设置加固带，夹具与槽钢用螺栓连接。

（2）加密吊顶板和檐口龙骨间距，在屋脊、天沟、檐口、山墙、变形缝等薄弱处增设支座、钢压条及增加自攻螺钉（或拉铆钉）等方法进行加固补强。

（3）对吊顶板与钢龙骨无空隙的车站，雨棚吊顶板与钢龙骨用自攻钉连接，在每根龙骨上的打钉间距为@300。

（4）为确保屋面系统达到设计标准，需进行屋面系统的抗风吸试验和加固夹具的抗风拔试验。

2.3 叶榭站雨棚加固补强内容及工艺

图1 叶榭站台雨棚屋面加固施工立面图

（1）屋面板：叶榭站雨棚屋面板采用0.8 mm厚角驰ⅡB-360压型钢板的板型，加固施工立面图见图1，针对这一板型采用“夹具+钢压条”的加固补强方案。整个屋面分为重点区域和一般区域，重点区域为站台端部、天沟两侧和变形缝两侧的两跨，采用“夹具+钢压条”补强；屋面板一般区域为剩余区域，全部采用“夹具”补强；加固方式为：天沟两侧顺轨方向通长各设置一道，居中设置一道纵向加固带，每隔一跨柱子布置一道横向加固带，并与钢柱圆形端板焊接成整体，在横向加固带立柱上安装防坠落措施；槽钢由专用夹具（图2、图3）与屋面连接，每个波峰位置安装一个夹具，夹具与槽钢用螺栓连接；单根槽钢长度为6 m，到站台雨棚结构伸缩缝处，槽钢断开，槽钢与槽钢间用连接板螺栓连接（图4）。

图2 雨棚加固钢夹具详图

图4 槽钢连接节点图

（2）吊顶板：采用明露打钉的形式，打钉间距200 mm，重点检查变形缝处牢固度并打钉补强。

（3）檐口：龙骨间距加密至300 mm左右,檐口板与新增加角钢龙骨和镀锌钢管龙骨采用自攻螺钉连接，连接点增加一倍。

3 试验、运行情况及结论

3.1 屋面系统及夹具抗风试验结果

2013年4月金山公司委托同济大学进行“金山铁路客站雨棚加固方案”试验验证，委托内容为三个夹具的抗拔试验和一个区段的整体等效模拟试验，以检测雨棚加固补强是否达到了结构安全等级要求，即结构安全系数由1.0提升至1.1，并出具了试验报告。

试验报告结论归纳如下：

（1）在风吸条件的设计荷载作用下，屋面结构及连接点都处在弹性阶段，能保证安全的整体工作性能。屋面板间的咬合连接，屋面板与加固槽钢的整体工作性能可以满足要求。

（2）屋盖区段整体风吸试验表明从加载开始直至试件发生破坏，屋面板均处于弹性工作状态；屋盖区段整体风吸试验加载过程中，刚架梁及刚架柱的应变非常小，可以将它们组成的框架视为刚性框架。

（3）屋盖系统中的加固槽钢及其不锈钢夹具具有良好的整体加固作用，当屋面结构坍塌后，各屋面板板块之间仍可靠地咬合在一起，整体工作性能较好。

（4）屋盖系统的极限承载力虽超过了荷载设计值，但结构安全的冗余度并不高，为设计标准的1.18倍。

试验报告建议：采用尺寸更大、强度更高的自攻螺钉，特别注意自攻螺钉的抗钮承载力，进而更可靠地保证屋盖系统的安全性。

4.2运行情况及运行结论

2013年金山铁路支线雨棚加固工程完工，至今已经安全运行两年多，期间经历了多次台风暴雨的侵袭，各车站雨棚经受了考验，总体情况良好，雨棚结构未发现异常变化，细节方面仍存在的问题是：吊顶板伸缩缝处拉铆钉松动；如遇大雨，雨棚有漏水现象，特别是在雨水管落水斗处。目前金山铁路客站雨棚由上海房建段负责维护，每周2次对车站雨棚设备状况进行巡检，对雨棚隐患问题及时上报并处理。

建议雨棚维护单位在例行巡检时除对雨棚的整体情况进行巡检外，特别要注意雨棚各类连接件和紧固件的检查，如各类钢夹具、拉铆钉、自攻钉等，如发现松动脱丝需及时处理和更换，防止由于这些构件损坏而给雨棚系统带来致命的威胁。此外针对极限荷载安全冗余度不高的试验结果，当面临特大暴雨台风时，应提升防范等级，及时采取各类应急措施。

责任编辑：宋 飞

来稿时间：2015-12-03