冯自红

（八冶建设集团有限公司，甘肃 金昌 737100）

1 引言

城市轨道交通现已成为城市经济发展的重要组成部分，越来越多的地铁车站修建于交通繁忙、建筑物密集、地下管线纵横交错的城市繁华地区和交通繁忙地段，使车站施工面临既要保证工期同时又不能对交通、环境产生太大影响的矛盾中。

盖挖法施工中钢铺盖量的应用具有施工方便、施工工期短、造价低、地面交通干扰少、有利于环境保护等诸多优越性，已成为当今国内外在交通繁忙的市中心区修建地铁车站采取的一种有效方法。本文就盖挖法钢铺盖梁在兰州轨道交通2 号线公交五公司地铁站中的应用状况作一介绍。

兰州城市轨道交通2 号线公交五公司地铁站，通过兰州铁道设计院、八冶建设集团和石家庄铁道学院三方合作，在地铁站围护结构中提出了钢铺盖梁替代传统钢筋砼铺盖板的设计方案，目前工程正在实施阶段。

2 概述

公交五公司站为兰州市城市轨道交通2 号线一期工程中间车站，位于火车站东路、红星巷和排洪南路路口西侧，兰州公交集团第五客运公司前，沿火车站东路呈东西向布设于道路下方。

公交五公司站采用地下两层双柱三跨的结构形式，车站主体为现浇钢筋混凝土箱形框架结构，结构外设置全外包防水层。车站主体长度350.40m，标准段宽21.60m，总高15.24 米，结构底板埋深约19.224m（盾构加深段底板埋深约为20.454m），中心里程处顶板覆土厚约4.019m。车站在火车站东路南侧设两个出入口，在车站南北两侧各设置一组风亭。车站采用明挖顺做法（半幅铺盖）施工，根据总体筹划，车站西端为盾构始发，东端为盾构吊出。围护结构为573 根A800mm，长度平均26m的钢筋砼灌注桩，铺盖系统为40 根中间钢立柱桩和124块12m×3m 钢铺盖板组成的钢结构体系。

图1 钢结构体系示意图

3 钢铺盖梁体系概述

3.1 铺盖梁系统特点

设计铺盖梁的特点：安全可靠、梁高低、可重复利用（租用时费用低）、铺盖速度快、拆装方便、中间柱跨度大 （对地铁结构物影响小）、路面质量好。

主要优点是：

1）用标准型材，再加工制造的费用少成本低；

2）系统组件储运组装方便；

3）钢度大，变形小，路面质量好，经久耐用；

4）主承重横梁建筑高度小于1000mm，基坑敞挖较浅时间较短，有利于第一道钢支撑架设、交通恢复及两侧支护桩的变形控制；

5）可方便地预留出土或下料口；

6）临时立柱的数量少，间距达9m。

3.2 铺盖梁体系设计方案介绍

3.2.1 总体布置特点

冠梁、第一道横撑和铺盖梁形成立体框架结构；铺盖梁直接置于冠梁和纵梁上；铺盖梁之间连接使各片铺盖梁共同受力。

3.2.2 各部分说明

1）临时立柱

（1）采用直径φ=800mm×16mm 圆螺旋钢管；

（2）承担支撑纵梁的作用，柱高小于20m，间距9m；

（3）灌注桩中插入立柱。

2）纵梁

（1）承担铺盖梁传递的荷载，与冠梁、混凝土横撑形成立体框架结构；

（2）截面形式为1000mm×1000mm 矩形钢筋混凝土截面；

（3）结构形式为连续梁，等跨度、跨度9m。

3）铺盖梁

（1）承担汽车荷载，结构形式为钢板梁；

（2）跨度分为11m、12.5m、14m 和15m 共4 种，其中11m 梁可接长至12.5m，以11m 梁为主，12.5m 和14m 梁用于路口，15m 梁用于始发井；

（3）梁宽均为3m，梁高均为950mm，钢材Q345qD。

3.2.3 各部分计算简要说明

荷载：城-A

车道数量：3 车道

计算软件MIDAS/CIVIL

计算结果：等效应力小于材料容许应力，挠度小于跨度的1/400。

4 铺盖梁体系施工

4.1 施工工艺流程

图2 施工工艺流程图

4.2 施工工序

图3 预埋件设计示意图

4.2.1 预埋件施工

按图所示设计预埋件的位置：

4.2.2 安装准备阶段

1）复检基坑平面尺寸及预埋件位置尺寸；

2）复检所有盖梁在盖梁上的安装位置水平标高，确保高差不超过2mm。复检两处纵梁在盖梁上的安装位置水平标高，确保高差不超过2mm。否则，砂浆找平；

3）复检支撑立柱安装位置尺寸，确保偏离中心小于5mm。否则，报设计方处理。

4.2.3 正式安装阶段

1）浇筑纵梁

纵梁为钢筋混凝土结构，连续浇筑，长度与铺盖区域行车方向长度一致。纵梁上预埋螺栓，其要求和间距与在冠梁上的预埋件一致。

2）安装盖梁

单个盖梁安装：一端直接搁置在冠梁上两个预埋件之间，盖梁底板与冠梁之间垫15mm 厚油毛毡，然后将盖梁现场用焊接卡件固定。

拆除方法：松开预埋件4 个地脚螺栓，翘取预埋钢板及卡件。

3）盖梁之间的联结

第一片盖梁就位并锁定好两端以后，即可安装第二片盖梁，锁定方法同第一片。

第二片盖梁就位并锁定好两端以后，应立即将两片盖梁进行联结。

4.2.4 铺筑沥青混凝土路面

盖梁上铺15cm 厚的混凝土沥青或混凝土路面，形成与前后搭接路面相同的路面结构。为保证沥青路面的可靠性和耐久性，在盖梁顶面横路面方向（即垂直行车方向）设置50#槽钢作为“剪力键”。

5 钢铺盖梁、钢立柱桩的制作安装

钢制铺盖梁为Q345 桥梁钢，梁尺寸为12m（长）×3m（宽）×0.95m 高，单体重量8.7 吨。制作工艺：材料试验→放样→剪切→坡口→组焊→打磨→油漆→成品。制作过程中均在钢结构加工厂完成。现场安装时，板厂运输至现场，70T 汽车吊安装并连结。

钢立柱桩位A800mm，壁厚16mm 的普通钢板在钢管厂订制，9m 每节运至现场，双面坡口组焊成平均20m长一根，施工时用旋挖钻机成孔后，由50T 汽车吊吊桩入孔，定位准确后，管桩周围用细砂填实固定。

6 钢铺盖、砼铺盖之对比

城市轨道交通地铁站半铺盖施工是设计图纸中通用作法。采用钢铺盖盖体系，还是钢筋砼结构体系，从稳定性、安全性、经济性要综合考虑。

钢筋砼半铺盖体系，从绑筋、支模、浇灌砼、养护至站体施工完成全部拆除，要使用大量的机械和劳动力，最后还要花大量费用运到弃土场，工程成本必然会加大，且污染环境。

钢结构半铺盖体系，施工中安装、拆卸方便，可重复周转使用，存储费用低，报废后可回收，节约资源，工程成本降低。虽然一次投入较大，但对于一个城市乃至其他城市地铁建设施工成本会大大降低。

同一地铁站，两种铺盖系统的成本对比见表1。

7 专利

城市轨道交通地铁站钢铺盖梁体系，由石家庄铁道学院，兰州铁道设计院和八冶建设集团联合研发，已获国家专利。

通过以上两种结构体系的成本分析，我们的结论是：钢铺盖梁体系经济、方便、缩短施工工期，是城市轨道建设中不可或缺的新工艺。

表1 混凝土铺盖与钢铺盖对比分析