无站台柱雨棚钢管桁架结构施工技术科研汇编Word文档下载推荐.docx

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与钢筋混凝土结构相比，具有经济性好，施工周期短、抗震性好，并利于环保等优点；

因此具有广阔的市场前景。

目前，钢管桁架结构在国外车站应用非常普遍，但由于国外车站的客流量相对较小，桁架主要是以小柱距，小跨度为主，施工过程中的焊接变形及安装精度容易控制，行车干扰和现场吊装难度小，施工工期相对较长。

国内首次在北京火车站设计采用钢管桁架结构作为旅客候车站台雨棚，并陆续在北京西、沈阳北、扬州、昆明、南京和上海南等车站应用。

本研究项目以北京站无站台柱雨棚工程钢管桁架结构为基础，对无柱雨棚钢管桁架施工过程的技术进行研究。

北京站目前既有6座站台，另新建第7、8站台，改建为新设计无站台柱雨棚，也是国内第一个无站台柱车站雨棚；

这种全新的无站台柱雨棚使得旅客视野极其开阔，出入更加方便、便捷。

本次改建为本工程咽喉区不变，线间距不变，并保证北京站接发车能力不变。

北京站无站台柱雨棚主体结构为A、B、C、D四轴线三连跨连续拱形钢管式桁架结构。

无站台柱雨棚立面示意图见下图所示，跨度为41.09m、46m、41m，桁架柱采用3根φ500×

24mm的钢管与柱底板焊接，腹杆φ159×

6mm钢管在3根钢管柱之间相贯而成；

桁架梁截面为三角形，分别由3根φ377×

18mm钢管与φ159×

6mm腹杆焊接，部分加强部位外包φ418×

20mm钢管；

A、D轴线外侧分别设置外伸20.5m的悬挑结构梁。

屋面檩条采用高频焊接H型钢。

北京站无站台柱雨棚建筑总面积为78796㎡，总用钢量约8000吨。

其中41m跨桁架梁32榀，46m跨桁架梁14榀，20.5m的外伸悬挑梁32榀，立柱68根；

22m～34m跨度檩条约4500吨。

北京站无站台柱雨棚由铁道部第三勘测设计院负责设计，北京铁路集团建设有限公司总承包，中铁四局集团合肥中铁钢结构公司负责无站台柱雨棚桁架柱、桁架梁和檩条及附件的加工制作、运输与安装。

二、关键技术

北京站无站台柱雨棚钢管桁架结构的特点与主要技术难点：

无站台柱雨棚钢管桁架结构在车站既有线施工，牵涉工务、电务、信号、机务、客运等部门，要保证在施工期间的车站的正常营运，必须充分协调好与各部门之间的配合，对施工过程中的临时设施、构件运输、现场堆放、工种交叉、要点、股道封锁、施工安全等都要充分考虑，并制定相应的应急预案及对策。

无站台柱雨棚钢管桁架结构中，钢管与钢管之间相贯连接，切割精度要求高，组焊整体尺寸及焊接变形控制难度大。

无站台柱雨棚设计的钢管桁架跨度比较大，一般在40-60m左右，其桁架柱、桁架梁属超大构件，需制订专门的加固运输方案。

无站台柱雨棚施工工期紧、任务重、施工场地狭小，站内运输非常繁忙，构件运输、吊装、焊接大都安排在夜间要点停运中进行，作业时间非常短，且空中接触网密布，增加了吊装在时间和空间上的难度。

站内车流、客流密度大，作业面少，大规模展开吊装施工难度大，必须确保一次吊装就位，不影响车站的正常运营。

现场拼装及安装质量要求精度高。

桁架梁柱等超大构件分解成运输单元进入车站后，如何完成组拼工作，组拼过程中如何控制安装精度，如何保证一次吊装就位。

桁架梁柱吊装就位后，存在大量的焊接作业，现场高空焊接，作业环境恶劣，焊接难度增加，尤其冬季低温天气施工，更增加了焊接难度。

必须采取合理的措施和制定一套科学的低温焊接工艺。

根据以上特点，确定了研究方向如下：

（1）高空低温环境下焊接技术研究

（2）无站台柱雨棚桁架钢管相贯切割及组焊技术研究

（3）无站台柱雨棚钢管桁架施工工艺研究

（4）不中断车站运营情况下的大型桁架构件吊装安全技术研究

三、技术创新点

1、高空低温环境下焊接技术：

桁架柱、梁吊装到位后，焊接是最关键的环节，大部分现场焊接均是空中大直径、厚壁钢管的对接焊，杆件断面及接头角度复杂，北京站冬季施工，环境温度低、空气湿度大，夜间作业时间长，焊接条件恶劣，焊接作业时间短，焊接工作量大。

通过对焊接性及产生缺陷的基本理论分析研究，并通过焊接工艺试验，形成了一整套高空低温环境下焊接工艺和技术措施，保证了梁柱的焊接质量，焊缝一次探伤合格率达到90%以上

2、钢管相贯切割与组焊技术：

在无站台柱雨棚桁架结构施工中引进采用了三维数控相贯线切割机进行相贯线切割下料，确保了相贯接口的线形质量，大大提高了速度，各部分尺寸偏差都能较好地控制在设计要求的范围内。

桁架梁和柱的弦杆腹杆组焊过程中焊接工作量非常大,焊接变形也非常大,通过制订合理的焊接工艺,选用了CO2气保焊机、直流焊机施焊，并设计了专门工装胎具，控制了焊接变形。

3、钢管桁架结构施工工艺研究：

通过对钢管桁架结构施工工艺研究，确定了科学的工艺方法。

对不断完善桁架结构施工技术，合理有序地组织无站台柱雨棚的施工起到了很好的指导作用，通过北京站、昆明站等无站台柱雨棚工程的应用，上述施工工艺在保证工期、质量和降低造价等方面均取得显著的效果。

4、不影响车站运营情况下的大型构件吊装技术：

根据无站台柱雨棚多专业同期施工和吊装只能在夜间停轮点或股道封锁的实际情况，通过对整体模型进行受力分析及安装方案比选，确定了分段吊装的方案，编制了合理的吊装工序，制订了桁架柱和桁架梁的吊装工艺，设计了多种吊装专用吊具、卡具、辅助安装支架。

桁架柱的吊装采用旋转法进行；

桁架梁采用分段运输、站台拼装、吊车上平板，利用安装支架辅助，专用抱箍进行定位，分段吊装的构件能准确的拼装到位，解决了吊装安全，保证了安装质量。

四、技术成果

（获得的成果证书、科技进步奖、工法、专利、标准规范等）

1、获2006年度中铁四局集团公司科技进步一等奖。

2、获2007年度总公司科技进步三等奖。

3、“无站台柱雨棚钢管桁架结构施工工法”获2004年度安徽省级工法。

4、“无站台柱雨棚钢管桁架结构施工工法”获2005年度国家级工法。

5、

五、完成单位

中铁四局集团有限公司、中铁四局集团合肥中铁钢结构有限公司

六、科技成果图片