大跨度屋面钢桁架分向转场的流水安装施工技术

中铁建工集团有限公司 上海 200331

1 工程概况

南昌西站站房总建筑面积259 015.1 m2，设12 个站台26 条到发线，站房共3 层，分别为出站层、站台层、高架候车层。建筑最高点距广场地面为41.7 m，站房平面尺寸为168 m×385 m（图1）。

图1 南昌西站鸟瞰图

2 结构体系情况

车站地下出站厅和站台层、高架层为劲性钢骨+预应力框架组合结构（图2、图3），标高10 m以上钢柱截面Φ1 700 mm×30 mm，其中11轴、14轴线2 列钢柱（计16 根）分4 叉，其余钢柱（计8 根）与9轴、16轴2 列钢柱（计34 根）均为标准钢管柱；大屋盖采用钢管桁架（倒三角形）结构；标高19 m夹层采用平面钢桁架结构，夹层的角部x向悬挑15 m，y向悬挑18 m。

3 工程特点与难点

（a）厚壁钢柱的加工制作，主体劲性结构柱和钢管柱、夹层钢结构均为厚板，加工和焊接难度大。

图2 主站房结构布置示意

图3 站房纵剖面示意

（b）屋面桁架长度较长且外形尺寸较大，需在现场进行拼装，现场拼装的构件数量多，拼装工作量大、精度要求高。

（c）吊车通道需进行加固处理，两侧吊机行走部位需对下部两侧出租车通道进行加固，中间吊机通道需跨地铁与地下室底板，底板铺设大量路基箱作为行车通道。

（d）由于结构呈空间体系，节点和杆件的定位都需采用临时承重支撑，临时支撑数量多，对定位要求高。

（e）由于结构平面尺度大，且屋面同时存在一定的高差，对如此空间大跨度结构，卸载难度极大。

4 屋面钢桁架安装技术[1-7]

4.1 安装方案概述

根据方案比选和研究，最终确定配置4 台大型履带吊机进行钢结构安装施工，其中中部2 台履带吊机（分别位于11～12轴间、13～14轴间）行走在地下室－11.50 m标高结构层面；两侧2 台履带吊机（分别位于8～9轴间、16～17轴间出租车通道顶部）行走于－3.60 m结构层面，共布置4 道垂直于轨线的吊车行走通道，采用2 500 kN履带吊机直接吊装就位。

总体安装顺序：自P～N轴向南（A轴方向）顺序吊装；全部安装完成后，再由P轴向北（U轴方向）顺序吊装（图4）。

图4 吊机通道示意

4.2 施工分区的划分

鉴于工期紧及节点工期要求，在平面上以主站房屋盖伸缩缝处为界，将其划分成A、B、C三个区段进行施工。

4.3 临时支撑设置

临时支架形式采用格构柱体系，吊装到位，用缆风绳进行固定，同时与混凝土基础固定（图5）。

图5 屋盖桁架临时支撑整体布置示意

4.4 屋面钢结构安装工况流程

第一步：线侧南北站房高架层、向莆正线高架层结构完成，向莆正线桥北侧屋面钢结构开始吊装。

第二步：向莆正线桥北侧屋面钢结构安装完成，拼装完成后卸载。

第三步：履带吊转场至向莆正线桥南侧进行钢柱吊装。

第四步：N～M轴间屋面钢结构安装施工。

第五步：由N轴依次退吊钢结构柱及屋面钢结构至L轴，N～M轴临时支撑卸载。

第六步：吊装L～H轴钢柱。

第七步： L～K轴屋面钢结构安装施工。

第八步：K～H轴钢柱及钢屋架安装；M-L轴临时支撑卸载。

第九步：H～F轴钢柱及钢屋盖施工；L～K轴临时支撑卸载。

第十步：F～D轴钢柱及钢屋盖施工；K～J轴临时支撑卸载。

第十一步：继续后退施工，吊装D～A轴钢柱、商业夹层及钢屋盖。

第十二步：J～D轴临时支撑拆除。

第十三步：A～D轴间钢结构夹层及屋面钢结构吊装完成；临时支撑卸载。

4.5 沉降、位移和变形监测

对钢屋盖关键构件在施工过程中的沉降、位移和变形情况进行连续不间断监测，以便及时对支撑系统和重要杆件的位移、变形量及其设计参数进行评估，对结构构件、节点、支撑的损伤进行监测，对结构的变形状态和整体震动进行实测，对应设置沉降、位移和变形监测系统进行自检和动态控制。

5 结语

大跨度屋面钢桁架体系安装，首先必须结合结构特点，考虑总体安装流程，并据此进行机械设备配置，并进行屋面分块分段的组合分析，合理设置支撑安装和拆除工艺流程，确保结构施工安全，南昌西站屋面钢结构桁架通过合理设置吊装方案、科学选择机械设备，确定南北转场、顺序流水安装和拆撑的方案，高效、快速地完成了钢结构安装。