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鋼結(jié)構(gòu)超19萬噸、鋼筋14萬噸!亞洲最大鐵路樞紐客站里的鋼鐵力量

2022-07-06 10:07:00

中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 徐可可 報(bào)道
 
  2022年6月20日7時(shí)26分,隨著北京豐臺(tái)站首發(fā)G601次列車,127歲的豐臺(tái)站以嶄新面貌迎接八方來客。亞洲最大鐵路樞紐客站,首都重要鐵路門戶樞紐——北京豐臺(tái)站正式開通運(yùn)營(yíng)。
  北京豐臺(tái)站位于北京西三環(huán)和西四環(huán)之間,站房建筑面積40萬平方米,站場(chǎng)規(guī)模為17臺(tái)32線,每小時(shí)最高可容納14000人同時(shí)候車。豐臺(tái)站是亞洲最大的鐵路樞紐客站,也是中國(guó)國(guó)內(nèi)首個(gè)普速、高速雙層車場(chǎng)站型布置的大型現(xiàn)代化鐵路車站。豐臺(tái)站設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是采用“頂層高鐵、地面普鐵、地下地鐵”的立體交通模式。雙層車場(chǎng)布局設(shè)計(jì)為旅客實(shí)現(xiàn)“無縫”換乘城市交通。
▲北京豐臺(tái)站高鐵站臺(tái)
▲北京豐臺(tái)站側(cè)立面
▲北京豐臺(tái)站進(jìn)站廳
  從1959年“國(guó)慶十大工程”之一的北京站,到20世紀(jì)末“亞洲第一大站”北京西站,到2008年“中國(guó)高鐵第一站”北京南站,再到新時(shí)代鐵路客站集大成之作北京豐臺(tái)站……一項(xiàng)項(xiàng)舉世矚目的重大工程,折射出中國(guó)鐵路創(chuàng)新發(fā)展的鏗鏘步伐。
▲首趟始發(fā)車G601??控S臺(tái)站32站臺(tái),等待出發(fā)。
  在見諸媒體的各篇報(bào)道中,讓鋼鐵人為之自豪的,是在這些重大鐵路工程中,處處彰顯著鋼鐵力量。
  日前,作為北京豐臺(tái)站的承建方,中國(guó)中鐵建工集團(tuán)北京豐臺(tái)站項(xiàng)目部總工程師許慧接受了《中國(guó)冶金報(bào)》記者專訪,讓我們深入了解了鋼鐵是如何支撐起這座亞洲最大的鐵路樞紐。
▲7月4日的豐臺(tái)站。(顧學(xué)超 攝影)
 
  記者:整個(gè)豐臺(tái)站的建設(shè)大約用鋼多少噸?主要使用了哪些品種的鋼材?發(fā)揮了什么作用?
  許慧:豐臺(tái)站為勁性結(jié)構(gòu),承擔(dān)列車通過的荷載。從基礎(chǔ)開始即為鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相交叉實(shí)施。主要的鋼構(gòu)件的形式為田字型、九宮格矩形鋼柱、十字箱形鋼柱、焊接H型鋼梁、箱型鋼梁、屈曲支撐結(jié)構(gòu)及箱型+鋼管組合桁架。鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量超過19萬噸,鋼筋用量為14萬噸。主要的鋼材型號(hào)為Q390GJD、Q390GJC、Q345GJD、Q345GJC、Q345C、Q345B。鋼管柱鋼材最大厚度為100mm,鋼骨梁鋼材最大厚度為70mm。
 
▲北京豐臺(tái)站普速列車與高鐵列車候車區(qū)劃分
▲北京市地下軌道交通與北京豐臺(tái)站無縫銜接
 
  記者:鋼結(jié)構(gòu)在豐臺(tái)站建設(shè)中的使用情況如何?與其他高鐵車站相比,有什么特點(diǎn)?
  許慧:鋼結(jié)構(gòu)在豐臺(tái)站結(jié)構(gòu)中全面應(yīng)用,鋼管柱從基礎(chǔ)階段即預(yù)埋在滿堂基礎(chǔ)的柱坑內(nèi),每一層結(jié)構(gòu)也是鋼與混凝土結(jié)合的結(jié)構(gòu),屋面為箱型+鋼管組合桁架。
  與其他高鐵站相比,最大的特點(diǎn)就是由于雙層車場(chǎng)而形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸為21.5m×20.5m,柱網(wǎng)比較密,結(jié)構(gòu)尺寸比較大,最大的九宮格柱截面為4550×2000mm,常規(guī)的四宮格鋼管柱截面為2200×2000mm,地上部分鋼骨梁為5200×1000mm,地梁為3900×2900mm。施工作業(yè)面廣、結(jié)構(gòu)層數(shù)多是本項(xiàng)目的最大特點(diǎn),整個(gè)結(jié)構(gòu)東西長(zhǎng)572m,南北寬346m,從下至上分布有-11.5m地下室、0m南北進(jìn)站廳及普速站臺(tái)、10m高架候車層、19m高速出站廳、23m高速站臺(tái)層、31m上部屋蓋結(jié)構(gòu)以及四角樓多層結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)最大高度約36.5m。受鐵路既有線和南側(cè)在建16號(hào)線影響,站房被分為三期建設(shè)。地鐵深度達(dá)-23m,地鐵與站房同期開工建設(shè),兩家施工單位施工交叉影響大,且地鐵與國(guó)鐵的結(jié)構(gòu)柱共構(gòu),施工組織、結(jié)構(gòu)定位難度大。
  鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件從基礎(chǔ)開始,且截面較大,需要與混凝土結(jié)構(gòu)共同作用共同實(shí)施,造成結(jié)構(gòu)施工組織難度大,在組織時(shí)要綜合考慮鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的穿插進(jìn)行,必要時(shí)期會(huì)有分部工程的施工空窗期。工程實(shí)體的實(shí)施難度也超過常規(guī)的大型車站:勁性混凝土梁截面大,節(jié)點(diǎn)處鋼筋和鋼骨混合布置,鋼筋密集,混凝土澆筑難度大,需要采取多種措施確?;炷两Y(jié)構(gòu)的密實(shí)。
▲豐臺(tái)站設(shè)有32條到達(dá)出發(fā)線,32個(gè)客運(yùn)站臺(tái)面。
 
  記者:豐臺(tái)站“頂層跑高鐵、地面跑普速”,中間的候車層的噪音和振動(dòng)問題在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或材料應(yīng)用上如何解決?
  許慧:豐臺(tái)站在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間,進(jìn)行了多次專家論證與研討,充分考慮結(jié)構(gòu)安全及減震,結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土柱+鋼骨梁結(jié)構(gòu),柱與梁的截面相對(duì)較大,樓板厚度為500mm,結(jié)構(gòu)的剛度較大,根本上確保了軌道層的穩(wěn)定。局部增加了球形支座和阻尼器,起到減震的作用。在地下室頂板、墻體及候車層頂板,噴涂80mm厚無機(jī)纖維進(jìn)行保溫吸音。高速車場(chǎng)、南北進(jìn)站大廳、中央光庭均采用穿孔鋁板進(jìn)行降噪。
▲候車區(qū)域吊頂藻井造型
 
  記者:我們看到豐臺(tái)站建設(shè)過程中采用了鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺(tái),請(qǐng)您簡(jiǎn)單介紹一下相關(guān)應(yīng)用情況和未來發(fā)展前景。 
  許慧:針對(duì)豐臺(tái)站鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量大,施工穿插管理難度高等特點(diǎn),中國(guó)中鐵建工集團(tuán)自主開發(fā)了基于BIM+GIS的鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺(tái),覆蓋從設(shè)計(jì)、制造到施工、運(yùn)維等6個(gè)階段16個(gè)環(huán)節(jié)的管理。實(shí)現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的全過程可追溯及信息化、數(shù)字化管理,提高了管理效率、提升了安全、質(zhì)量及進(jìn)度的管控能力。
  目前,這個(gè)鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管控平臺(tái)已經(jīng)在中國(guó)中鐵建工集團(tuán)的其他大型站房進(jìn)行應(yīng)用。在開發(fā)時(shí)我們就注重了平臺(tái)的通用性,可以根據(jù)不同工程的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和完善。信息化管理是后期管理的一種趨勢(shì),這個(gè)管控平臺(tái)有著廣泛的應(yīng)用前景。
▲2018年9月1日,北京豐臺(tái)站站房工程開工建設(shè)
▲2019年4月21日,北京豐臺(tái)站首件鋼柱吊裝
▲2020年8月18日,北京豐臺(tái)站一期北區(qū)主體結(jié)構(gòu)封頂
▲2021年5月28日,北京豐臺(tái)站主體結(jié)構(gòu)全面封頂
 
  記者:豐臺(tái)站施工采用了大量的智能自動(dòng)鋼筋剪切機(jī)器人、鋼結(jié)構(gòu)自動(dòng)焊接機(jī)器人等智能機(jī)器人應(yīng)用,這種施工方式較人工施工有什么優(yōu)勢(shì)?未來前景如何?
  許慧:豐臺(tái)站采用大量的智能機(jī)器人,主要的目的為提高工作效率、提升工程質(zhì)量、為工人的職業(yè)健康創(chuàng)造良好的條件。在鋼筋自動(dòng)化加工場(chǎng),不僅應(yīng)用了鋼筋自動(dòng)剪切機(jī)器、還應(yīng)用了高效的彎箍機(jī)、直螺紋加工機(jī)等等,提升了施工效率,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,且加工完成的質(zhì)量?jī)?yōu)于普通的機(jī)器。
  焊接機(jī)器人分為工廠使用的機(jī)器人及現(xiàn)場(chǎng)焊接機(jī)器人。工廠機(jī)器人目前在一些大型的鋼結(jié)構(gòu)加工廠均已廣泛使用,且根據(jù)不同的加工需求廠家進(jìn)行不斷的研發(fā)?,F(xiàn)場(chǎng)焊接由于外界影響因素比較多,研制開發(fā)的難度較大。豐臺(tái)站重點(diǎn)對(duì)鋼管柱對(duì)接部位大量的水平橫縫機(jī)器人焊接進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)了水平橫縫的機(jī)器人焊接。機(jī)器人焊接可以大大降低工人的操作環(huán)境,減少工人高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn),焊接質(zhì)量和外形相對(duì)可控。
  施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人的開發(fā)應(yīng)用適用于工程量較大、重復(fù)性工作比較多、危險(xiǎn)性較大的項(xiàng)目。目前在建工集團(tuán)的其他車站,也應(yīng)用了相對(duì)多的機(jī)器人,例如鋪磚機(jī)器人、掃地機(jī)器人、抹灰機(jī)器人等等。
▲北京豐臺(tái)站施工過程
 
  記者:您如何看待鋼結(jié)構(gòu)在中國(guó)高鐵建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展前景? 
  許慧:鋼結(jié)構(gòu)是新型節(jié)能環(huán)保的建筑體系,鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強(qiáng)度高、質(zhì)量小的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)跨度大、負(fù)荷大的結(jié)構(gòu)體系,且具有良好的抗震性能。鋼結(jié)構(gòu)工程工廠化和裝配化率比較高,施工周期相較混凝土結(jié)構(gòu)短,且隱蔽工程較少,質(zhì)量檢測(cè)比較直觀。在后續(xù)的高鐵建設(shè)中,鋼結(jié)構(gòu)的這些優(yōu)點(diǎn)必然會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)在大型高鐵站房和其他站房屋面結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高施工質(zhì)量,應(yīng)該進(jìn)一步引導(dǎo)相關(guān)設(shè)計(jì)單位在條件允許的情況下,多采用螺栓連接,少采用焊接連接,提高施工效率,降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,優(yōu)化工作環(huán)境。中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制造和加工技術(shù)目前來說應(yīng)該已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先階段,但是鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火技術(shù)受各種因素制約并未引起廣大專家和質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)的高度重視,相比較國(guó)外項(xiàng)目,質(zhì)量及耐久性都有較大的提升空間。從價(jià)值工程角度來講,高鐵建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火的質(zhì)量提升空間較大。
▲7月4日的豐臺(tái)站。(顧學(xué)超 攝影)
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  8000多噸橋梁鋼用“山鋼造”
  用于北京豐臺(tái)站8000多噸的橋梁鋼,是日照公司4300mm產(chǎn)線投產(chǎn)后的首單高端高質(zhì)量等級(jí)橋梁鋼。
  2019年1月,正值日照公司4300mm產(chǎn)線投產(chǎn)伊始。營(yíng)銷總公司接到客戶詢單,重點(diǎn)問詢?nèi)照展镜漠a(chǎn)品性能穩(wěn)定性、低內(nèi)應(yīng)力以及抗層狀撕裂能力等問題。
  接到消息,日照公司科技質(zhì)量中心研發(fā)人員迅速與營(yíng)銷人員一起到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行產(chǎn)品推薦交流。當(dāng)?shù)弥獌蓚€(gè)月需要交付8000多噸Q370qE鋼板,用于車站主體結(jié)構(gòu)件的建設(shè)時(shí),研發(fā)人員心里犯了嘀咕:產(chǎn)線剛剛投產(chǎn),產(chǎn)品各項(xiàng)性能還都在調(diào)試中;而訂單產(chǎn)品要求如此之高,研發(fā)難度大,能行嗎......
  兩個(gè)月交付8000噸高端產(chǎn)品,這對(duì)一條還在調(diào)試期的產(chǎn)線來說確實(shí)“壓力山大”。為確保調(diào)試期性能穩(wěn)定性,技術(shù)人員全部在現(xiàn)場(chǎng)跟蹤,哪項(xiàng)工藝生產(chǎn)實(shí)績(jī)出了大幅度波動(dòng),就馬上根據(jù)波動(dòng)情況將后面工序的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整;為保障鋼板低內(nèi)應(yīng)力,使鋼板在較高的溫度下進(jìn)行冷床堆垛緩冷,專門組織行車把鋼板吊下......面對(duì)這些難度大、損耗大的困難,技術(shù)人員穩(wěn)扎穩(wěn)打,確保每一個(gè)環(huán)節(jié)都順利進(jìn)行。
  北京豐臺(tái)站是國(guó)內(nèi)首座采用高鐵、普鐵雙層車場(chǎng)重疊設(shè)計(jì)的特大型車站,形成了“頂層高鐵、地面普鐵、地下地鐵”的立體交通模式,在改擴(kuò)建項(xiàng)目中,對(duì)建設(shè)材料提出了更高、更嚴(yán)苛的要求。
  日照公司憑借深厚的技術(shù)儲(chǔ)備,精細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)管控,關(guān)注每一個(gè)生產(chǎn)細(xì)節(jié)和參數(shù),陸續(xù)攻克TMCP工藝下低內(nèi)應(yīng)力、產(chǎn)品高性能均勻穩(wěn)定、低屈強(qiáng)比等難題,快速開發(fā)出適用于豐臺(tái)火車站的“VIP”產(chǎn)品,并在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化批量生產(chǎn),且鋼板綜合性能穩(wěn)定、優(yōu)異。
  敬業(yè)鋼鐵見證亞洲最大鐵路樞紐崛起
  改建后的北京豐臺(tái)站是亞洲最大鐵路樞紐客站,敬業(yè)鋼鐵10萬余噸重點(diǎn)工程專用螺紋鋼發(fā)至北京,見證亞洲最大鐵路樞紐的崛起!
  豐臺(tái)站始建于1895年,隨著首都城市建設(shè)和鐵路的快速發(fā)展,至2010年運(yùn)輸業(yè)務(wù)全部停辦,改建后的北京豐臺(tái)站站房建筑面積約40萬平方米,相當(dāng)于兩個(gè)半故宮建筑規(guī)模,造型呈獨(dú)特“中”字形,外觀取“筑臺(tái)建城”之意,采用特殊結(jié)構(gòu)和材料,可以有效減震、降低噪音。
  2019年1月29日,敬業(yè)鋼鐵有限公司的“敬業(yè)藍(lán)”螺紋鋼成功應(yīng)用到北京豐臺(tái)站項(xiàng)目。在工程建設(shè)中,“敬業(yè)藍(lán)”憑著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量與優(yōu)質(zhì)的服務(wù),在北京豐臺(tái)站項(xiàng)目使用量10萬余噸,受到了施工方及相關(guān)人員極大認(rèn)可。
  敬業(yè)鋼鐵致力于打造全球最具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的鋼鐵營(yíng)銷模式和受人尊敬的一流品牌,提供螺紋鋼一站式加工配送服務(wù)方案。
  “敬業(yè)藍(lán)”加礬不生銹螺紋鋼、產(chǎn)線多、規(guī)格全、質(zhì)量好、發(fā)貨快。在全球22個(gè)國(guó)家設(shè)立分公司和辦事機(jī)構(gòu),產(chǎn)品出口到80多個(gè)國(guó)家和地區(qū),應(yīng)用于北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)、世博會(huì)中國(guó)館、三峽工程、南水北調(diào)、石家莊地鐵、呼市地鐵、雄安市民服務(wù)中心、文萊跨海大橋等國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)項(xiàng)目工程建設(shè)中。敬業(yè)鋼鐵還參與了北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)這一重大工程的建成投運(yùn),為提升我國(guó)民航國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、推動(dòng)京津冀協(xié)同發(fā)展貢獻(xiàn)了力量。

來源:中國(guó)冶金報(bào)-中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:張雨恬

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