火车站站房钢结构工程施工技术介绍PPT课件.pptx

1、第一章 工程概况1.1工程概况1.2建筑概况1.3钢结构工程概况1.4钢结构形式1.5钢构件截面特征1.6钢结构施工难点及相应的对策1.1工程概况工程名称:新建武汉站工程工程地址:武汉市*区建设单位:设计单位:监理单位:施工单位:加工单位：1.2 建筑概况 武汉站选址于武汉市武汉市* * *区区，毗邻国家4A级*风景区，地形波澜起伏，水塘零星分布，地面高程1827m。武汉站设计轨顶高程31.86m，结合站区综合换乘采用站坪高架方案。车站东侧紧靠城市三环快速路，西距城市内环线徐东路7.5km，至武汉三镇中心分别为距汉口循礼门17km、距武昌洪山广场12km、距汉阳钟家村22km。至北京至北京至广

2、州至广州 车站建筑总面积为35.2万m2，总用地面积为30.7hm2，主要分为高架层（18.8m和25m）、站台层（10.250m）、地面层（0.000m）三个层面，另有-8.400m标高地下设备层。设客运专线、普速两个车场，客运专线车场设客车到发线15条（含兼作到发线的2条正线）、站台8座，普速车场设客车到发线5条（含兼作到发线的2条正线）、站台3座。 武汉站由站房结构、地下结构、附属结构以及相应的基础组成房结构、地下结构、附属结构以及相应的基础组成。 站房结构包括:站房屋面结构、站房楼面结构、站房雨棚结构。地下结构包括:地下用房和地下管沟。附属结构包括：地面附属生产用房、站台板、楼梯、进站

3、雨棚部分组成。1.3 钢结构工程概况钢结构主要分布在三个部位：中央站房结构、雨棚结构、其它附属结构。 武汉站整体剖面图武汉站透视图武汉站剖面图雨棚结构雨棚结构中央站房1122中央网壳平面布置图11222-2剖面示意图（0轴）1-1剖面示意图（F轴）东西北南雨棚结构横轨向断面图雨棚结构顺轨向断面图1 2 3 41.4 钢结构典型节点屋面部分多管相贯节点示意图屋面桁架上弦连接节点楼面夹层与主拱结构连接节点1.5 钢结构截面特征及工程量统计截面形式典型截面（mm）使用部位焊接椭圆柱1600140030主拱圆钢管柱120030 110070030主拱、V撑次拱及立柱夹层4504502560090025

4、40040025夹层钢梁电梯井结构立柱H16005002530H23009003650H12005002530H23006003640H120016005002530H120023007503640H12002300600364018.000m、25.000m主次梁、连梁钢棒30、40、60屋面钢拉杆159402屋面上下弦、竖杆1.6钢结构施工难点及相应的对策 难点：建筑外形波浪起伏，为空间三维结构，不能采用常规的平面几何制图来表现；由于空间结构的渐变，导致每个节点均需放样后方能确定准确尺寸；对策：根据工程实际情况，借助三维技术软件放样结构实体；利用软件自动生成多支管相贯杆件的相贯口，确保杆件

5、放样精度；采用三维软件绘图功能，自动生成各节点精确尺寸；难点：变径厚壁椭圆管、厚壁圆管、小径厚比锥管的加工；空间双曲杆件的加工制作；多管相交节点制作；对策：联合国内外知名制管企业，共同研究椭圆形厚板变截面弯管的加工工艺，以满足武汉站特殊构件加工；小径厚比锥管根据设计院的建议采用热卷工艺加工采用热卷工艺加工，以保证其卷制后的性能；针对空间双曲杆件，采用单曲成型后平面外顶压成双单曲成型后平面外顶压成双曲曲杆件。根据桁架特点，制定双向可调节组装胎架。利用三维软件三维软件生成与杆件完全吻合厚壁圆管的厚壁圆管相贯口，通过多维相贯线切割机自动切割成相贯口，采用合理的组对工艺和方法。难点：结构投影分布面广（

6、476m*307m），单件重量较大，构件平面、竖向运输相对困难，吊装设备选择困难；现场地基条件复杂，大型行走式塔吊基础处理难；结构跨度大，且安装高度在20m-60m之间。对策：选配交叉叠合、部分双机抬吊能力满足拱结构和桁架结构抬吊需要的行走式塔吊8台，工作半径能覆盖到整个施工区域，完成构件在平面、竖向的运输。采用换填法、桩基等针对不同地基承载力的区域进行处理，以满足塔吊安全运行需求；本工程计划根据工程特点，设计科学合理的快拆（装）胎架支撑体系以满足结构施工。难点：本工程钢结构工程量六万多吨，仅集中在3S-3N区间的构件总量就达3.2万吨（工程所有专业密集区），杆件数多达20890件，屋盖投影及

7、夹层投影面积达9.76万m2，分布在7S-3S、7N-3N的八片次拱约9万m2的棒、管、板、栓等杆件多达3万余件。现场工期要求紧；对策：规划分层、分区、合围的总施工部署，使各工序尽快形成流水作业、避免交叉施工；南北独立对称的配置设备、劳动力、支撑措施；按照 “”的指导思想，确保施工跟进现场总体工期计划不滞后。难点：柔性钢结构施工测量受温度变化影响；空间桁架快速定位相对困难。对策：通过历年气象资料，统计分析武汉地区在主体结构施工时间段内的气温，采用计算机分析结构受温度影响变化的规律，提前并做好预调措施；配置视距远、清晰度高、误差小的高精测量设备；施工中核对地面布控点群校群检，形成稳定片区，先行完

8、成局部栓焊等方式，从底层向中层，从中层向上层，从核准独立杆件到核准片区杆件框体，在平面从中向四方延伸，从保证单体精准到局部精准，全面精准的开展测量工作。难点：多头相贯焊接节点多达12685个部位，均不同程度上的存在焊缝重叠；空间全熔透焊缝多，尤其是空间焊接环境围护条件困难。对策：正式施工前首先系统的开展工艺试验及评定等技术核定工作，优选出合适的焊接工艺；强化组对焊口工序的核检，确保交付给焊接施工的接头组对质量首先符合优质焊缝的条件；系统的开展工前对机具、焊材、主要辅材、环境、加热准备、坡口质量验评、气象预知，工中对工艺参数、技法、层温、层厚，工后对面观质量、保温及附件清理、完善焊后环境保持等以

9、及内在质量验评等技术管理环节，确保本工程焊接施工受控；借鉴我部在多个重大工程（机场、会展等）中做好雨季和劲风环境下的围护工作，为焊接施工创造良好的焊接环境条件。难点：如何保障拱结构及网壳结构完成联结，局部承载条件下稳定且无较大挠垂；分区结构施工完成后的支撑体系卸载。对策：在安装区域规划设置可独立牵引前行、后退，又可联体承载的大型滑移胎架，确保拱结构在安装过程中的稳定；对安装过程的构件和支撑受力进行有限元分析，确保支撑的稳定，构件的变形和应力分布在规范允许的范围之内；通过计算机模拟分析，确定合理的顺序对胎架支撑体系卸载，编制结构卸载专项方案。第二章 施工方案总体概述2.1施工方案总体概述2.2吊

10、装单元的划分与选择2.3施工总体流程2.1施工方案总体概述其它施工方案：滑移施工法（整体滑移、局部滑移）提升施工法（整体提升、局部提升） 综合考虑武汉站建筑造型、结构形式以及现场施工环境，拟采用“大型滑移大型滑移胎架、高空原位安装法胎架、高空原位安装法”进行施工，即在结构原位下方分区搭设大型滑移胎架支撑体系，通过行走式塔吊将结构部件吊至高空组对安装，结构单元片区形成整体稳定后，胎架（部分）滑移至下一区间施工。滑移施工法 针对一些规则和平面刚度较好的结构（如深圳机场、广州新白云机场、沈阳桃仙机场等工程），采用滑移施工法均能收到较好的效果。 就武汉站屋面结构而言，不具有滑移施工特性；不论顺桥梁和横

11、桥梁滑移，还是胎架整体滑移或者是外围拼装结构滑移，均面临结构刚度较小、拱脚间巨大的水平推力、滑移轨道布设等问题。故此方案在本工程中不具有操作性。其它方案分析提升施工法 对于规整的单层、支撑简洁的多层平面结构（如广州新白云机场飞机维修库、北京西客站、首都机场四机位机库大型屋架提升 、上海大剧院钢屋架整体提升等工程），比较适合采用提升法施工。 就本工程而言，结构刚度相对较弱，提升点的布设困难；支撑体系复杂，高空对接就位质量难以保证；提升施工不可预见风险较大。 故此方案在本工程中不具有可实施性。其它方案分析2.2吊装单元的划分与选择散件(相贯杆件)高空拼装主要施工方法：桁架所有杆件在工厂下料，高空直

12、接组对相贯口及所有节点板。方案优点：相对减少工厂及地面拼装工作量, 降低了构件运输要求；杆件直接焊接，相对减少了现场对接接头。方案缺点：单节点相贯杆件数量较多且重叠相贯，另有多板穿插其中，组对、施焊时须先后间隔交叉进行，部分焊缝在高空无法施工焊，质量难以保证；现场施工工作量增大（11.23万个相贯口、1.15万块穿心节点板、9870个非穿心节点板、3.43万块加劲板），施工工期难以保证；现场安装测量及临时定位困难，施工质量难以保证，不可控因素多；节点焊接量大且集中，焊接变形大，容易形成较大的焊接残余应力，对结构整体受力不利。“大型滑移胎架、高空原位安装法大型滑移胎架、高空原位安装法”吊装单元比

13、较吊装单元比较大单元地面拼装整体吊装主要施工方法：将2-3榀桁架在拼装场地进行整体拼装后，采用大吨位吊装设备吊装就位。方案优点：结构整体性相对较好；减少高空焊接工作量；方案缺点：现场施工场地狭小，无法提供拼装作业面，只能进行场外拼装，但限于道路及桥梁施工影响无法运输；两片结构体积通常达18.75m*8m*7.5m，故单块整体刚度相对较差，运输、吊装过程中容易造成结构的永久性损坏；7.5m8m18.75m散件与片状结合施工主要施工方法：根据现场运输道路及塔吊起重能力将桁架分成部件（高度大的分上下弦及腹杆，其它的整片分段）高空进行吊装。方案优点：不受拼装进度的影响，可多点位展开施工；合适的构件大小

14、（构件体积18m*3m*2m），能充分高效的发挥常用运输和吊装机械的能力；将整个工程的工作量合理的分配给加工厂、现场，更充分的发挥了各自的优势；将复杂节点（多管相贯和多板贯穿杆件以及加劲板的焊接）的焊接放在了加工条件更好的工厂施工，更好的保证了工程质量；方案缺点：相对增加了现场对接接头；“狼牙棒”加工定位困难。上弦腹杆下弦结论：综合以上三种吊装单元划分方案的优缺点，最佳选择为结论：综合以上三种吊装单元划分方案的优缺点，最佳选择为 “大型滑移胎架、高空原位安装大型滑移胎架、高空原位安装法法-散件与片状结合施工散件与片状结合施工” 。2.3钢结构施工总体流程从中间（3N-3S中央站房）往两侧（3N

15、/S-7N/S雨棚）推进施工C-F轴间主拱、半拱屋面结构施工F-J轴间3-2半拱屋面结构施工F-J轴间半跨主拱屋面结构施工完成F-J轴间主拱屋面结构施工J-MC-A轴间半拱屋面结构施工J-MC-A轴间半跨主拱屋面结构施工完成J-MC-A轴间主屋面结构施工东西挑檐屋面结构第三章 施工部署和资源配置3.1主要机械设备、物资需用计划3.2主要作业队伍和劳动力安排3.3钢结构现场施工平面规划3.1主要机械设备、物资需用计划序号设备名称型号单位使用时间数量备注1K50/50行走式塔吊Tmax=20t台12个月2行走式2STT553-24塔吊Tmax=24t台12个月4行走式3M125/75塔吊Tmax=

16、50t台8个月2行走式4150吨履带吊台8个月45200吨汽车吊台1625吨汽车吊台8个月4720吨龙门吊台8个月4840吨平板车台8个月4920吨平板车台8个月410叉车ST台12个月211CO2焊机OTC-600台4812直流电焊机AX-500-7台1813熔焊栓钉机RSN-2500ZX台414电焊条烘箱YGCH-X400台215高强螺栓枪把1016压型钢板点焊机CPVD350台4主要大型机械设备性能参数K50/50行走式塔吊（2台）STT553-24行走式塔吊（4台）M125/750行走式塔吊（2台）3.2主要作业队伍和劳动力安排钢结构现场施工人员劳动力柱状图STT553-24t塔吊M1

17、25/75t塔吊STT553-24t塔吊K50/50塔吊STT553-24t塔吊M125/75t塔吊STT553-24t塔吊K50/50塔吊3.3钢结构现场施工平面规划钢结构主要施工机械平面布置图 钢结构现场拼装场地平面布置图 20t龙门吊20t龙门吊20t龙门吊10t龙门吊10t龙门吊20t龙门吊配电柜室保卫室L缩拉门宣传栏标牌保卫室库房(2)库房(1)保卫室北构件堆放区集水井集水井集水井c25mm现场构件运输道路规划 钢结构现场临时用电规划M2/AALKJGHFEDCB第五章 钢结构制作5.1主、次、半拱钢结构加工5.2铸钢件加工5.3楼面结构加工5.4钢拉杆加工5.1主、次、半拱钢结构加

18、工5.2铸钢件加工5.3楼面结构加工5.4钢拉杆加工第六章 钢结构现场安装6.1施工准备工作6.2中央站房楼面结构钢结构安装6.3中央站房屋面结构安装6.4雨棚屋面结构的安装6.5高强钢拉杆安装6.6其它附属钢结构安装6.1施工准备工作 1、 前期技术准备 设计交底设计交底、图纸会审图纸会审、方案论证方案论证、技术交底技术交底等工作。 2 、基准点交接与测放 现场测量控点交接、复测，主要轴线控制点测放等工作。 3 、大型机械设备准备 行走式塔吊基础处理、塔吊安装，大型履带吊进场等工作行走式塔吊基础处理、塔吊安装，大型履带吊进场等工作。 4 、大型支撑胎架体系的加工 中央站房滑移胎架、跨搭式桁架

19、等支撑结构加工。中央站房滑移胎架、跨搭式桁架等支撑结构加工。4#STT553-24t塔吊7#M125/75t塔吊1#STT553-24t塔吊2#K50/50塔吊3#STT553-24t塔吊8#M125/75t塔吊6#STT553-24t塔吊5#K50/50塔吊施工主要机械设备（行走式塔吊）准备编号位置塔吊型号Rmax1#1/K-3S/7SSTT553-24t80m2#1/F-3S/7SK50/5070m3#1/B-3S/7SSTT553-24t80m4#1/K-3N/7NSTT553-24t80m5#1/F-3S/7SK50/5070m6#1/B-3N/7NSTT553-24t80m7#0轴M

20、125/7580m8#0轴M125/7580mK5050与STT553塔吊基础处理ST125/75塔吊基础处理地铁已施工区域采用顶板上铺设路基箱路基箱处理地铁未施工区域采用桩和砼条形桩和砼条形基础梁基础梁处理B-L轴间采用钢梁支钢梁支撑撑处理B轴往西B-L轴间L轴往东1-1轴间塔吊基础处理断面图承台桥墩铸钢件插入式钢柱6.2中央站房楼面结构钢结构安装预埋钢管柱及铸钢件三维示意图锚栓支架首节柱脚安装6.2.1插入式柱脚及铸钢件的安装 夹层钢结构分布在3N3S轴线之间，主要支撑在电梯井架、夹层V支撑、主次拱柱上。结构主要截面为H型钢截面。H型钢梁最大截面有：H2300900 x36x50。夹层结构

21、最大板厚为50mm，最大单件重约52吨。 夹层钢结构的施工处于站台层施工之后，屋面主拱屋面桁架吊装之前。主次拱、电梯井架及夹层V支撑安装后立即进行夹层钢梁吊装。夹层结构的安装遵循先柱后梁，先主梁后次梁的原则进行吊装。 6.2.2夹层钢结构安装夹层结构几种典型支撑形式 18.800夹层按温度缝的位置分为南A区、南B区，南C区，东中间区、西中间区、北A区、北B区，北C区区域，其中东中间区域和西中间区域为预留区域，待中央网壳安装完成后再进行施工。 南C区南A区南B区北C区北B区北A区东侧预留区西侧预留区结构吊装顺序依次为：拱、柱、电梯井架-其间主梁-填充梁-悬挑梁主梁次梁主拱电梯井架其间主梁安装南北

22、A区框架梁 安装东西基本站台安装完成18.8m、25.0m夹层6.3中央站房屋面结构安装中央站房屋面结构安装的内容包括：主拱结构、半拱结构、中央网壳半拱主拱网壳主拱半拱主拱6.3.1主拱钢结构安装主拱分段原则：根据施工组织设计总体要求，现场吊装性能情况，将主拱分为7段吊装，主拱斜立柱作为两段吊装（考虑钢管砼施工）。又因运输条件限制，故要求工厂将主拱分多段制作，运至现场拼装后进行吊安装；主拱上预留V撑接头，V撑接头考虑长度为550-700mm，具体如下图所示。1段2段3段4段5段6段7段序号位置分段长度（m）重量（t）序号位置分段长度（m）重量（t）1A第一段11.18416.6753F第一段1

23、2.78119.502第二段19.82119.055第二段22.65720.993第三段21.40915.864第三段25.85019.540第四段16.03812.546第四段23.54517.965第五段21.40915.864第五段25.85019.540第六段19.82119.055第六段22.65720.993第七段11.18416.675第七段12.78119.5022C/J第一段12.33318.2195M第一段11.17717.107第二段21.82920.272第二段18.84318.909第三段24.59518.658第三段20.64715.708第四段21.68616.6

24、05第四段16.23112.500第五段24.59518.658第五段20.64715.708第六段21.82920.272第六段18.84318.909第七段12.33318.219第七段11.17717.107主拱高空对接及绑扎措施主拱钢结构施工流程 流程一：主拱铸钢件安装完成后，进行主拱第1节和第6节的安装。第1、6节主拱安装固定后及时进行18.800m夹层的安装。 主拱安装流程二主拱安装流程三 主拱安装流程四 主拱安装流程五 主拱安装流程六 上弦腹杆下弦6.2.1屋面结构分段分节6.2主央站房屋面结构安装高度2.5m的桁架在工厂拼成片高度2.5m的桁架散件加工6.3.2中间网壳结构胎架

25、设计跨搭式桁架中间滑移胎架跨搭式桁架中间滑移胎架设计示意图58m41.1m中间滑移胎架滑移系统设置滑轮+爬行器牵引系统在此之上搭设脚手架管进行安装跨搭式桁架设计示意图支撑柱支撑柱支撑柱支撑柱6.2.3中央站房屋面桁架吊装流程跨搭式栈桥脚手架部分（二）安装跨搭式桁架上方脚手架胎架主拱结构（三）安装拱结构网壳结构（四）安装联系拱结构的网壳结构网壳结构（五）安装联系拱结构的网壳结构桁架下弦（六）屋面桁架下弦安装至2轴位置桁架上弦及腹杆（七）安装本区域内桁架上弦及腹杆1223435657875657876.4雨棚屋面结构的安装6.4.1雨棚钢结构分段分节图第三段第二段第一段17.2m19.5m17.2m次拱桁架单元形式6.4.2次拱及次拱屋面桁架施工胎架的设计埋件布置详图已通过桥梁设计单位验算平面布置图（以C-F为例）胎架立面布置图已提请华东院进行受力复核17100515011200103005150112001030011200次拱胎架承载支撑示意图次拱胎架滑移支撑示意图6.4.3次拱及次拱屋面桁架结构吊装施工流 程2 6.4.4次拱及次拱屋面桁架结构吊装施工流程流 程1 流 程3流 程4流 程5流 程6流 程7流程8 施工完成3-4轴次拱结构流程8 施工完成4-5轴次拱结构流程8 施工完成5-6轴次拱结构流程8 施工完成6-7轴次拱结构第六章 现场施工近照