北京地铁亦庄线“飘板站”钢结构施工技术作者：付平平刘雄庚浏览次数：525 发布日期：2011-07-21 [摘要]介绍了“飘板站”钢结构高低起伏的分叉柱与铸钢件的拼装、焊接、吊装，屋面Z字型大梁的吊装，檩条现场安装的施工工艺和方法。
[关键字]铸钢件；焊接；拼装；吊装Construction Technology Of Steel Structure in “float plate”Station Of Beijing Subway line Yi ZhuangKey words ：Steel Castings； Welding ； assembly ； lifting1工程概况亦庄线地铁工程，位于北京市东南复合交通走廊上，是一条中等运量线路。
全长为23.19KM,共有8座高架车站，站厅层为（首层）为砼框架结构，站台层（二层）为钢结构，从车站外立面造型分为“飘板”式和“盒子”式。
“飘板”式的车站有：旧宫站、亦庄桥站、亦庄文化园站共3座车站。
“盒子”式的车站有：万源街站、荣京东街站、荣昌东街站、同济南路站、经海路站共5座车站。
本文主要介绍“飘板站”的现场钢结构施工工艺。
车站的效果图如图1所示。
图12工程重点难点地脚螺栓的预埋地脚螺栓预埋是钢结构施工的基础工程，为保证预埋螺栓的埋设精度，将每组螺杆用角钢连接制作为一个整体框架，在基础底面钢筋绑扎完后将整个框架进行整体就位并临时定位，然后绑扎基础梁钢筋及面筋，待钢筋绑扎完成后对预埋螺栓进行二次校正及定位，交付验收，合格后浇筑混凝土。
劲性钢柱吊装由于劲性钢柱是预埋在混凝土柱内部的，各方向的钢筋要穿过钢柱，在吊装过程中就位难度大，土建与钢结构的配合及其重要。
施工工期紧，协调工作复杂在规定的时间内保质、保量的完成施工任务是本工程的首要难题。
同时针对与土建、铺轨交叉施工作业，将派专人负责与各部门协调联系，做好安装穿插工作；以及对已完工部位的保护工作。
屋面上下檩条安装难度大因屋面造型为波浪笑脸式，内了达到效果，檩条安装精度要求较高，必须采用先进的仪器进行跟踪测量校正。
3材料选择3.1 钢框架构件截面尺寸（钢柱）：D402X20、D299X20；3.2 钢框架构件截面尺寸（钢梁）：HM600X300X10X16、HN400X200X8X13、HM300X200X8X12、HW300X300X10X15；3.3檩条截面尺寸：上檩条□100X100X2.5,下檩条为口80*40*2.03.4其他:埋件的板材材质Q345B，规格-16x600x600；钢筋规格为Ф20的二级螺纹钢。
钢筋与埋件板的连接为穿孔塞焊。
钢管柱栓钉规格Ф16，L=60；间隔200mm布置。
普通螺栓等级为4.6级，普通螺栓仅用于地脚螺栓、安装临时用螺栓等。
高强螺栓等级为10.9级，扭剪型高强螺栓。
4.施工技术4.1施工机械的选择综合分析各构件的分段长度、平面位置，重量、吊装距离及汽车吊的参数等因素，从经济型考虑，选择了一台QY800型80t的全液压汽车起重机，构件重量均在汽车吊吊装范围之内。
4.2施工步骤钢结构进场→劲性钢柱的安装→连系梁的安装→铸钢件的组拼→铸钢件的安装→Z字型主梁安装→次梁安装→檩条安装4.3劲性柱的安装4.3.1准备工作对站台层钢结构生根埋件进行测量检测，复验其板面标高、平整度及定位轴线。
埋件上的预埋锚栓的安装精度直接影响到钢柱的吊装，发现锚栓偏差及时进行纠偏处理，通过现场实测锚栓的具体轴线位置，将测量偏差值报告加工厂，加工厂根据现场锚栓的实测位置，加工制作柱底板。
锚栓核实无误后应在螺杆立面打出基准标高点，作为安装调整用；在埋件板面上放出中心轴线，而后反弹出钢柱的定位线。
并做出明显标识，以便安装调整用。
4.3.2 钢柱的吊装检查钢柱四边中心线与基础十字轴线对准情况（四边要兼顾）和柱脚下的调平螺母或钢垫板位置、数量是否正确，如有不符应立即调整。
调整时需三人操作，一人移动钢柱、一人协助稳固，另一人进行检测，经调整钢柱的就位偏差在3mm 以内后，收紧四个方向的缆风绳，拧紧地脚螺栓的锁紧螺母。
考虑到焊缝收缩及压缩变形，标高差调整在5mm以内。
利用临时固定用缆风绳、倒链、管式支撑、千斤顶等辅助设施对柱垂直度进行校正，对柱的标高进行调整，对柱的水平位置、间距进行处理。
确认坚固无误后，进入下一步工作。
垂直度变化采用经纬仪对钢柱的安装跟踪观测，保证垂偏置受控。
预留预控：框架外柱为防止钢柱向内变形，无法借助外力进行焊后校正，校正时最外侧钢柱可向外侧预留3mm，以抵消焊缝收缩的影响。
钢柱位移调整：钢柱水平位移每次调整3mm内，若偏差过大，分2-3次调整。
4.4铸钢件的组拼安装“飘板”站钢柱为分叉柱，下部为筋性结构圆管，上部结构通过铸钢件与分叉圆管相连（如图2所示）图24.4.1 铸钢件拼装依据吊装方案，铸钢件在工厂内制作完成，现场与分叉的圆管拼装。
为了保证吊装精度，焊接的质量，现场依据图纸条件进行放样，组装胎架（如图3所示），通过水准仪保证现场盖板（此盖板为安装Z字梁所用）标高。
千斤顶调节焊接对接口间隙保证焊口熔透。
图3为减少局部和整体焊接变形，将焊接残余应力降低到最小限度，铸钢件与圆管的焊接，必须制定并实施合理的焊接方法。
通过对两种材质材料性能（Q345B 与G20Mn5）比较，可知两者在化学成分及力学性能上有些差别，且二者在交货状态上有较大差异。
经实验及查阅相关资料表明，选用常用易购的大西洋CHE507焊条手工焊条在强度上更接近于G20Mn5铸钢和Q345B。
焊接时，根据铸钢的焊接性能，提高其预热温度至200～250℃，并对其进行焊后250℃两小时的后热处理，后热完成做保温缓冷，以利于其消氢。
现场焊接完成后经超声波探伤，一次合格率96%，复检合格率100%，没有发生焊接裂纹。
焊缝外观成型平整美观，无明显咬边。
4.4.2铸钢件的安装由于铸钢件与钢柱的现场对接在空中进行,考虑高空作业的危险，同时为了方便工人在空中操作，在圆管柱上方建立了安装平台。
如下图 4图4为了达到屋面造型效果，铸钢件在空中的定位要求非常精确，通过在楼板上弹出铸钢件斜支撑投影边线，经纬仪来控制铸钢件空间定位。
在加工厂制作铸钢件时在外侧制作标记作为轴线位置控制点，安装时方便，同时也保证与钢管柱轴线位置重合。
四个方向各挂一个导链，控制调节铸钢件盖板的水平度，焊接完成后采用保温岩棉保温冷却。
如图5所示图64.5 Z字型钢梁的安装屋面主梁为Z字型折梁（如图3所示）。
根据整个现场的施工情况，屋盖的结构形式，构件重量，采用“散件吊装”的工艺比较合理。
用1台80吨汽车吊沿着高架站的外侧进行“z”字型折梁吊装。
Z字型主梁吊点选取两个，起吊钢丝绳的延线在钢梁跨度的1/3处部位，以吊起后钢梁不变形、平衡稳定为宜，便于安装。
为确保安全，防止钢梁锐边割断钢丝绳，要对钢丝绳进行防护，吊索角度控制在45°～60°。
H型梁的安装用冲钉将梁两端孔打紧、逼正，然后再用普通螺栓拧紧。
普通安装螺栓数量不得少于该节点螺栓总数的30%，且最少不得少于2个。
吊装固定钢梁时，要进行测量监控，保证梁水平度调整，保证已校正单元框架整体安装精度。
4.6钢梁安装的注意事项梁与连接板的贴合方向一致；高强螺栓的穿入方向一致；按吊装分区顺序进行吊装，先吊主梁，再吊次梁；钢梁安装时孔位偏差的处理，只能采用机具绞孔扩大，而不得采用气割扩孔的方式；临时固定：梁两端各安上不得少于该节点螺栓总数30%临时螺栓后才可脱钩。
高强螺栓终拧时，高空作业施工人员要在安装挂篮上进行操作，确保安全。
4.7屋面支撑(钢檩条)安装屋面支撑主要采用方钢管，钢支撑吊装重量不重，但是因其要按照屋面结构形式找出波浪式的弧度，给现场安装增加了难度。
檩条的支腿在现场焊接后，两边采用绳索吊装到高空中，配合经纬仪调整檩条的高度。
在安装下层檩条时，需先在钢梁下翼缘画出檩条的位置，在进行檩条的安装。
4.8.现场焊接本工程钢结构的焊接工作量大部分在工厂内完成，钢结构现场焊接主要指钢柱、钢梁焊接，主梁、次梁的角焊接等连接部件之间的焊接。
焊接方法及焊接材料：现场焊接采用手工电弧焊和CO2气体保护焊。
工程主要结构用钢为Q345B钢材，手工电弧焊焊条采用E5015（J507）型，CO2气体保护焊焊丝ER50-6。
现场胎架等辅助设施焊接，可采用适用Q235B钢材的手工电弧焊焊条，E4303（J422）型，CO2气体保护焊焊丝为ER50-6；用于不同强度的钢材焊接时，应选配低强度钢材相适应的焊接材料。
所使用的E5015型焊条350℃烘焙2小时，150℃保温2小时，使用时用保温筒盛放，并通电保温。
焊接作业区域设置防雨、防风及防火花坠落措施。
钢柱、钢梁连接部位专门设置供2名焊工同时同台作业的焊接操作方形平台。
5.结语“飘板”站采用钢结构为骨架，屋面造型新颖奇特，在工期相当紧的情况下,充分利用了大型构件整体吊装与分段吊装相结合的方法,基本完成了工期任务。
本文通过介绍钢结构的现场施工，为今后同类工程的安全施工提供了有益的帮助。
6.参考文献［1］中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册［M］.中国计划出版社,2002;［2］吴欣之.现代建筑钢结构安装技术［M］.中国电力出版社,2009；［3］韦疆宇.G20Mn5铸钢焊接用焊条探讨与应用［M］.。
