[摘 要]: 武汉火车站钢结构包括中央站房结构、楼面结构、雨棚结构和附属结构。中央站房部分为武汉站施工最为复杂的区域，在有限的空间与时间的前提下，采用了桁架散件与片状结合安装技术，实现了中央站房的高质与快速施工。
      [关键词]:大型滑移胎架     吊装单元划分

1  工程概况

 
图1 武汉站三维示意图
 

中央站房由五个主拱作为支撑，截面为椭圆变截面钢管，单拱最大跨度116m，最大拱顶中心标高为58.157m，拱上有树枝状V型锥管支撑，用于支撑纵横管桁架形成的屋盖结构,见图1。屋盖投影面积为307.813m×184.00m，纵横桁架将屋盖结构划分为58×33个单元网格，横轨桁架为空间双曲双拱结构，顺轨桁架为平面桁架，横轨桁架为屋盖结构的主受力构件。

2  总体方案选择

武汉站建筑造型、结构形式以及现场施工环境，采用“大型滑移胎架”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，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，胎架滑移至下一区间施工。
      本项目在施前还针对大跨度钢结构其它常见施工方案进行了思考，但都局限于武汉站的特点而不适合。
      A、原位胎架施工法
      针对一些工期相对轻松的工程，原位胎架（原位满堂脚手架或胎架）具有施工安全、方便定位等优点，但本工程施工工期十分紧张，原位设置脚手架，其安拆时间过长，将极大的影响后续土建施工。
      B、提升施工法
      对于规整的单层、支撑简洁的多层平面结构，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，结构体系见图2。
 

图2 钢结构与桥梁关系

3  吊装单元的划分与选择

选定了胎架滑移施工整体安装方案，吊装单元的划分与选择方式又将成为研究的重点，其对施工质量与进度影响重大，针对桥建合一武汉站的特点，共有三种单元划分形式：1、散件(相贯杆件)高空拼装；2、大单元地面拼装整体吊装；3、散件与片状结合施工。

3.1 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，高空直接组对相贯口及所有节点板，见图3。
      方案优点：A、相对减少工厂及地面拼装工作量，降低了构件运输要求；B、杆件直接焊接，相对减少了现场对接接头。
      方案缺点：A、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、施焊时须先后进行，部分焊缝在高空无法施工焊，质量难以保证；B、现场施工工作量增大（112300个相贯口、11500块穿心节点板、9870个非穿心节点板、34300块加劲板），工期难以保证；C、现场安装测量定位困难，施工质量难以保证，不可控因素多；D、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。
 

图3 多管相贯节点示意图

3.2  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：A、结构整体性相对较好；B、减少高空焊接工作量；
      方案缺点：A、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很难运输；B、两片结构体积通常达18.75m*8m*7.5m，单块整体刚度较差，吊装运输时容易造成结构永久性损坏；详见图4。

 
图4大单元吊装示意图

      3.3  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：A、不受拼装进度的影响，可多点位展开施工；B、合适的构件大小（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；C、将整个工程的工作量合理的分配给加工厂和现场安装，更充分的发挥了各自的优势；D、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： A、相对增加了现场对接接头；B、变形需严加控制。
综上，三种吊装单元的划分均有其优势及缺点，根据武汉站钢结构的特点，选择 “散件与片状结合施工”。

4  具体的分段原则

4.1  桁架分段示意图详见图5

图5 桁架分段示意图一

4.2  桁架分段拼装示意图详见图6

 
 
图6 桁架分段示意图二（工厂加工）

4.23 桁架节点示意图详见图7

图7 节点示意图

5  结论

通过采用片状与散状结合安装技术，实现了钢结构桁架的快速定位，高质焊接，大大促进行了现场的工期与质量，为后续专业尽快插入施工提供了条件，同时此技术为此后大跨度空间桁架结构的安装提供了参考，拓宽了思路。

参考文献
      【1】《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001
      【2】《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
      【3】严慧 我国大跨度空间钢结构应用发展的主要特点 2002(04) 
      【4】鲍广? 钢结构施工技术及实例 2005 
      【5】董石麟;罗尧治;赵阳 大跨度空间钢结构的工程实践与学科发展 2005

作者简介：蒋官业，中建钢构有限公司武汉分公司总工程师。
      联系地址：武汉市武珞路456号新时代商务中心40层，430070。