董彦习

摘    要：红岛站房钢结构施工的关键是解决大型大型行走式塔吊布置并保证施工安全。避免影响其他工程施工、避免受制于其他工程施工进度是红岛站房钢结构施工规避风险的首选。

关键词：大型高铁;站房主体;钢结构;施工技术

1  工程概括

红岛站是连接济青高铁、青连铁路的重要枢纽车站。站房形式为线上式站房，站房建筑面积为70000m2，本工程站房钢结构长262m，宽248m，候车层为箱型平面桁架，屋盖为多跨连续三角形空间管桁架结构，候车层顶标高为+9.400m，屋盖标高范围为+23.122m～+42.250m。钢结构部分总用钢量约5万吨。

2  工程实施难点

2.1  工期紧，工程质量要求高

红岛站房集城市轨道、长途汽车、出租车和社会车辆等多种交通设施及交通方式于一体的客运综合交通枢纽。如何在此短工期内，对深化设计、制作、安装等各个环节的统筹协调，并保证工程质量成为施工最大的难题。

2.2  钢结构吊装量大，大型机械使用多

本工程中使用的大型吊装设备较多，高峰时现场布置6台行走式塔吊，2台大型履带吊及若干汽车吊。钢结构吊装量大，吊装作业频繁，对机械的组织、协调与调度管理难度大。为解决工程施工难点问题，项目部决定采用BIM技术辅助施工，并根据施工特点提出两种施工方案，运用BIM技术对两种施工过程进行模拟、对比分析，以达到优化空间结构、合理安排施工组织的目的。

3  钢结构安装思路

（1）实施分阶段施工：根据站房工程结构形式总体上将整个钢结构工程划分为候车层和屋盖两大阶段来组织实施，该两部分结构体系类型基本相似，施工方法的选择基本相同。

（2）实施平面分区施工：钢结构分布面积大，根据工期要求各分区必须同步施工，有利于与混凝土及装饰幕墙等专业进行相应的分区穿插施工，保证整个项目的工期。

（3）采取高效、安全的安装作业方式：采用起重能力大、机动性好的吊装机械实施机械化吊装作业，提高安装效率。

（4）合理实施分段、分单元安装：对钢管柱和平面箱形桁架等主要构件进行合理分段，以降低钢结构制作、运输、安装的难度。同时对屋盖管桁架进行分区分单元拼装，提高安装效率，减少高空作业。

（5）充分保证与相关工程施工的衔接与协调：全面考虑与正线桥铺轨、东西落客平台以及站台等，在施工总平面布置、施工顺序、进度节点等方面的充分衔接和协调。

（6）根据结构自身特征、施工工期、现场施工条件以及大型行走式塔吊、履带吊的市场情况，通过综合对比分析，确定站房钢结构钢结构吊装的总体方案为：采用多台大型行走式塔吊或履带吊、分区对称向南北退步行走、分单元逐层吊装到位的吊装方案。

4  主要施工方案

4.1  行走式塔吊布置

行走式塔吊设置在-2.9m标高混凝土结构上，两条轨道间距12m，分别设置在截面为1400×2600mm和1200×2400mm混凝土梁上，行走式塔吊临时支撑体系包括轨道、轨道梁等。塔吊荷载的传递途径为：轨道→轨道梁→混凝土梁→混凝土柱→桩基础→地基（如图1）。

4.2  候车层及旅服夹层钢结构施工

本工程站房候车层（标高为+9.400m）平面尺寸为173m×320.1m，结构形式采用钢管混凝土柱+钢桁架结构，主要由圆管柱、箱型平面桁架及钢梁组成，钢桁架高度为2.7m，跨度为6.4m～25.7m，单榀桁架重量为5.0t～67t，旅服夹层（标高为+17.000m）为钢框架结构，主要由箱型钢柱、箱型钢梁及H型钢梁组成。

候车层桁架及旅服层主梁安装主要使用6台行走式塔吊安装，钢梁等次要构件采用汽车吊辅助安装。根据行走式塔吊吊装工况和行走路线的分析，结合钢结构制作、运输及现场安装将每两个轴线之间的结构划分为一个施工单元，共11个。先施工D～E轴单元，然后以J轴为中心向南北两侧同步施工，最后施工C～D轴单元。同一施工单元内，行走式塔吊平行施工，候车层与旅服夹层钢结构同步施工。

4.3  屋盖钢结构安装

（1）屋盖钢结构构件分段。综合考虑吊装机械布置、桁架结构形式、运输及安装的可行性等，将每榀主桁架分为13段。分段后桁架长度为11.2m～25.6m，重量为6.82t～21.86t。次桁架其重量较轻，最小跨度4.8m，最大跨度33m，考虑到构件的结构形式及运输可行性将次桁架分为10段，分段后次桁架长度为4.8m～17.3m，重量为0.9t～4.6t。屋盖构件分段后，主桁架桁架重6.82t～21.86t，次桁架重0.9t～4.6t，托桁架重3.3t～28.41t，圆管支撑、檩条等构件重量均小于2t。典型主桁架分为13段，塔吊最小吊重为14t，故重量小于14t的构件均能满足起重性能要求。

（2）三角管桁架现场拼装。拼装场地根据现场主要拼装平台的分布、现场拼装胎架及拼装用吊车通道的布置、材料堆场的布置、拼装设备的合理分布进行现场拼装场地的合理布置。

先将三根主弦杆按编号及顺序，在拼装胎架上定位，检查复测三根主弦杆胎架上的定位点数据，及时调整偏差，达到设计图要求后固定定位，交付检验，合格后将三根主弦杆固定定位，然后将直腹杆、斜腹杆与水平直腹杆与水平斜腹杆按照深化设计施工图分别固定定位，检验合格后，转下一道焊接工序，整榀桁架定位完成后开始焊接，拼装班组继续拼装下一榀桁架。根据设计要求，跨度大于8m时两端铰接的简支梁均需按 L/800制作起拱。

（3）三角管桁架安装。三角管桁架分单元流水安装，单元内临时支撑安装好后，吊装桁架，吊装较重构件前先进行试吊。桁架吊装顺序为：先安装有两个支撑点的横向桁架，后安装相邻纵向桁架，优先形成局部稳定小单元;先安装中间部分桁架，后安装两侧及悬挑部分桁架。

根据吊装分段的划分及构件截面尺寸，主桁架采用用4个吊点吊装，吊点布置方法及原则如下：[①]通过电脑模拟查找每个分段的重心位置，根據重心位置布置吊点。[②]吊点布置的位置要保证构件起吊后基本平衡或通过微调即可达到平衡。[③]吊点布置位置须考虑起吊后的受力情况，尽量保证所有吊点均匀受力。

（4）屋盖钢结构的卸载。本工程临时支撑卸载遵循卸载过程中结构构件的受力与变形协调、均衡、变化过程缓和、结构多次循环微量下降并便于现场施工操作即“分区、分节、等量，均衡、缓慢”的原则来实现，并遵循结构最终变形最大位置先卸载的原则。

5  结语

由于此工程工期紧、工程量大，确定一个关键的施工流程及施工方案是解决生产安全、质量、进度的好途径。本文主要介绍了已经应用的钢结构施工技术，整个钢结构施工过程中，现场拼装焊接、现场安装焊接等经过焊缝探伤检测，焊缝探伤一次合格率达到98.6%，钢结构安装精度均满足设计要求。

参考文献：

[1] 张建平.BIM技术的研究与应用[J].施工技术，2011（1）：15～18.