[摘要]

介紹了“飄板站”鋼結構高低起伏的分叉柱與鑄鋼件的拼裝、焊接、吊裝，屋面Z字型大梁的吊裝，檁條現場安裝的施工工藝和方法。

[關鍵字]

鑄鋼件； 焊接 ； 拼裝 ； 吊裝 

Construction  Technology  Of  Steel  Structure   in  “float plate” Station Of Beijing  Subway  line  Yi  Zhuang            

Key  words ：

Steel Castings；  Welding ； assembly ； lifting

1工程概況

亦莊線地鐵工程，位于北京市東南復合交通走廊上，是一條中等運量線路。全長為23.19KM,共有8座高架車站，站廳層為（首層）為砼框架結構，站臺層（二層）為鋼結構，從車站外立面造型分為“飄板”式和“盒子”式。“飄板”式的車站有：舊宮站、亦莊橋站、亦莊文化園站共3座車站。“盒子”式的車站有：萬源街站、榮京東街站、榮昌東街站、同濟南路站、經海路站共5座車站。本文主要介紹“飄板站”的現場鋼結構施工工藝。車站的效果圖如圖1所示。

圖1

2工程重點難點

地腳螺栓的預埋

地腳螺栓預埋是鋼結構施工的基礎工程，為保證預埋螺栓的埋設精度，將每組螺桿用角鋼連接制作為一個整體框架，在基礎底面鋼筋綁扎完后將整個框架進行整體就位并臨時定位，然后綁扎基礎梁鋼筋及面筋，待鋼筋綁扎完成后對預埋螺栓進行二次校正及定位，交付驗收，合格后澆筑混凝土。

勁性鋼柱吊裝

由于勁性鋼柱是預埋在混凝土柱內部的，各方向的鋼筋要穿過鋼柱，在吊裝過程中就位難度大，土建與鋼結構的配合及其重要。

   施工工期緊，協調工作復雜

在規定的時間內保質、保量的完成施工任務是本工程的首要難題。同時針對與土建、鋪軌交叉施工作業，將派專人負責與各部門協調聯系，做好安裝穿插工作；以及對已完工部位的保護工作。

屋面上下檁條安裝難度大

因屋面造型為波浪笑臉式，內了達到效果，檁條安裝精度要求較高，必須采用先進的儀器進行跟蹤測量校正。

3材料選擇

3.1 鋼框架構件截面尺寸（鋼柱）：D402X20、D299X20；

3.2 鋼框架構件截面尺寸（鋼梁）：

HM600X300X10X16、HN400X200X8X13、HM300X200X8X12、HW300X300X10X15；

3.3檁條截面尺寸：

上檁條□100X100X2.5,下檁條為口80*40*2.0

3.4其他:

埋件的板材材質Q345B，規格-16x600x600；鋼筋規格為Ф20的二級螺紋鋼。鋼筋與埋件板的連接為穿孔塞焊。鋼管柱栓釘規格Ф16，L=60；間隔200mm布置。普通螺栓等級為4.6級，普通螺栓僅用于地腳螺栓、安裝臨時用螺栓等。高強螺栓等級為10.9級，扭剪型高強螺栓。

4.施工技術

4.1施工機械的選擇

   綜合分析各構件的分段長度、平面位置，重量、吊裝距離及汽車吊的參數等因素，從經濟型考慮，選擇了一臺QY800型80t的全液壓汽車起重機，構件重量均在汽車吊吊裝范圍之內。

4.2施工步驟

鋼結構進場→勁性鋼柱的安裝→連系梁的安裝→鑄鋼件的組拼→鑄鋼件的安裝→Z字型主梁安裝→次梁安裝→檁條安裝

4.3勁性柱的安裝

4.3.1準備工作

對站臺層鋼結構生根埋件進行測量檢測，復驗其板面標高、平整度及定位軸線。埋件上的預埋錨栓的安裝精度直接影響到鋼柱的吊裝，發現錨栓偏差及時進行糾偏處理，通過現場實測錨栓的具體軸線位置，將測量偏差值報告加工廠，加工廠根據現場錨栓的實測位置，加工制作柱底板。錨栓核實無誤后應在螺桿立面打出基準標高點，作為安裝調整用；在埋件板面上放出中心軸線，而后反彈出鋼柱的定位線。并做出明顯標識，以便安裝調整用。

4.3.2 鋼柱的吊裝

檢查鋼柱四邊中心線與基礎十字軸線對準情況（四邊要兼顧）和柱腳下的調平螺母或鋼墊板位置、數量是否正確，如有不符應立即調整。調整時需三人操作，一人移動鋼柱、一人協助穩固，另一人進行檢測，經調整鋼柱的就位偏差在3mm以內后，收緊四個方向的纜風繩，擰緊地腳螺栓的鎖緊螺母?？紤]到焊縫收縮及壓縮變形，標高差調整在5mm以內。利用臨時固定用纜風繩、倒鏈、管式支撐、千斤頂等輔助設施對柱垂直度進行校正，對柱的標高進行調整，對柱的水平位置、間距進行處理。確認堅固無誤后，進入下一步工作。垂直度變化采用經緯儀對鋼柱的安裝跟蹤觀測，保證垂偏置受控。預留預控：框架外柱為防止鋼柱向內變形，無法借助外力進行焊后校正，校正時最外側鋼柱可向外側預留3mm，以抵消焊縫收縮的影響。鋼柱位移調整：鋼柱水平位移每次調整3mm內，若偏差過大，分2-3次調整。

4.4鑄鋼件的組拼安裝 

“飄板”站鋼柱為分叉柱，下部為筋性結構圓管，上部結構通過鑄鋼件與分叉圓管相連（如圖2所示）

圖2

4.4.1 鑄鋼件拼裝

依據吊裝方案，鑄鋼件在工廠內制作完成，現場與分叉的圓管拼裝。為了保證吊裝精度，焊接的質量，現場依據圖紙條件進行放樣，組裝胎架（如圖3所示），通過水準儀保證現場蓋板（此蓋板為安裝Z字梁所用）標高。千斤頂調節焊接對接口間隙保證焊口熔透。

          圖3

為減少局部和整體焊接變形，將焊接殘余應力降低到最小限度，鑄鋼件與圓管的焊接，必須制定并實施合理的焊接方法。通過對兩種材質材料性能（Q345B與G20Mn5）比較，可知兩者在化學成分及力學性能上有些差別，且二者在交貨狀態上有較大差異。經實驗及查閱相關資料表明，選用常用易購的大西洋CHE507焊條手工焊條在強度上更接近于G20Mn5鑄鋼和Q345B。焊接時，根據鑄鋼的焊接性能，提高其預熱溫度至200～250℃，并對其進行焊后250℃兩小時的后熱處理，后熱完成做保溫緩冷，以利于其消氫?，F場焊接完成后經超聲波探傷，一次合格率96%，復檢合格率100%，沒有發生焊接裂紋。焊縫外觀成型平整美觀，無明顯咬邊。

4.4.2鑄鋼件的安裝

由于鑄鋼件與鋼柱的現場對接在空中進行,考慮高空作業的危險，同時為了方便工人在空中操作，在圓管柱上方建立了安裝平臺。如下圖 4
 

圖4

為了達到屋面造型效果，鑄鋼件在空中的定位要求非常精確， 通過在樓板上彈出鑄鋼件斜支撐投影邊線，經緯儀來控制鑄鋼件空間定位。在加工廠制作鑄鋼件時在外側制作標記作為軸線位置控制點，安裝時方便，同時也保證與鋼管柱軸線位置重合。四個方向各掛一個導鏈，控制調節鑄鋼件蓋板的水平度，焊接完成后采用保溫巖棉保溫冷卻。如圖5所示

圖6

4.5 Z字型鋼梁的安裝

屋面主梁為Z字型折梁（如圖3所示）。根據整個現場的施工情況，屋蓋的結構形式，構件重量，采用“散件吊裝”的工藝比較合理。用1臺80噸汽車吊沿著高架站的外側進行 “z”字型折梁吊裝。

Z字型主梁吊點選取兩個，起吊鋼絲繩的延線在鋼梁跨度的1/3處部位，以吊起后鋼梁不變形、平衡穩定為宜，便于安裝。為確保安全，防止鋼梁銳邊割斷鋼絲繩，要對鋼絲繩進行防護，吊索角度控制在45°～60°。H型梁的安裝用沖釘將梁兩端孔打緊、逼正，然后再用普通螺栓擰緊。普通安裝螺栓數量不得少于該節點螺栓總數的30%，且最少不得少于2個。吊裝固定鋼梁時，要進行測量監控，保證梁水平度調整，保證已校正單元框架整體安裝精度。

4.6鋼梁安裝的注意事項

梁與連接板的貼合方向一致；高強螺栓的穿入方向一致；按吊裝分區順序進行吊裝，先吊主梁，再吊次梁；鋼梁安裝時孔位偏差的處理，只能采用機具絞孔擴大，而不得采用氣割擴孔的方式；臨時固定：梁兩端各安上不得少于該節點螺栓總數30%臨時螺栓后才可脫鉤。高強螺栓終擰時，高空作業施工人員要在安裝掛籃上進行操作，確保安全。

4.7屋面支撐(鋼檁條)安裝

屋面支撐主要采用方鋼管，鋼支撐吊裝重量不重，但是因其要按照屋面結構形式找出波浪式的弧度，給現場安裝增加了難度。檁條的支腿在現場焊接后，兩邊采用繩索吊裝到高空中，配合經緯儀調整檁條的高度。在安裝下層檁條時，需先在鋼梁下翼緣畫出檁條的位置，在進行檁條的安裝。

4.8.現場焊接

本工程鋼結構的焊接工作量大部分在工廠內完成，鋼結構現場焊接主要指鋼柱、鋼梁焊接，主梁、次梁的角焊接等連接部件之間的焊接。

焊接方法及焊接材料：現場焊接采用手工電弧焊和CO2氣體保護焊。工程主要結構用鋼為Q345B鋼材，手工電弧焊焊條采用E5015（J507）型，CO2氣體保護焊焊絲ER50-6。

現場胎架等輔助設施焊接，可采用適用Q235B鋼材的手工電弧焊焊條，E4303（J422）型，CO2氣體保護焊焊絲為ER50-6；用于不同強度的鋼材焊接時，應選配低強度鋼材相適應的焊接材料。所使用的E5015型焊條350℃烘焙2小時，150℃保溫2小時，使用時用保溫筒盛放，并通電保溫。

焊接作業區域設置防雨、防風及防火花墜落措施。鋼柱、鋼梁連接部位專門設置供2名焊工同時同臺作業的焊接操作方形平臺。

5.結語

   “飄板”站采用鋼結構為骨架，屋面造型新穎奇特，在工期相當緊的情況下,充分利用了大型構件整體吊裝與分段吊裝相結合的方法,基本完成了工期任務。本文通過介紹鋼結構的現場施工，為今后同類工程的安全施工提供了有益的幫助。

6.參考文獻

［1］中國鋼結構協會.建筑鋼結構施工手冊［M］.中國計劃出版社,2002;

［2］吳欣之.現代建筑鋼結構安裝技術［M］.中國電力出版社,2009；

［3］韋疆宇.G20Mn5鑄鋼焊接用焊條探討與應用［M］.