杭州东站钢结构屋面采用管桁架结构, 总重为2.1万t。屋盖支撑柱采用单轴倾斜69°钢管柱, 其东西两侧门柱为4根双轴外倾45°异形格构柱, 屋盖结构形式如图1所示。东侧屋盖结构立面如图2所示。

站房和广场地下结构边线间距16m, 站房上部结构中东、西2个立面门柱位于站房轴线外, 包含屋盖总计外挑28m, 进入广场结构范围12m。广场和站房轴边跨屋盖结构剖面关系如图3所示。

站房西侧广场晚于站房结构施工, 根据西侧施工组织方案, 该区域采用250t履带式起重机进行柱和部分主桁架吊装, 其余采用提升形式, 并采用TC7052型塔式起重机进行小型材料投递和补缺。而站房东侧广场与站房同步施工, 在站房进行屋盖施工时, 东广场已完成结构顶板施工。

广场顶板允许荷载为10k N/m², 不能承担大型吊装设备通过的要求, 也不满足材料堆放和拼装场地荷载要求。现场唯一的吊装通道为广场和站房结合部的16m回填区域, 而该区域位于屋盖覆盖范围内, 并且4根门柱基础位于该区域。因此原西侧屋盖的跨外吊装方案无法实施, 需重新调整施工思路。

东侧屋盖施工由于受到广场结构已施工完成的影响, 只能利用现有条件实施, 而吊装方案的确定建立在场地条件的重复挖掘利用, 据此对吊装场地进行如下处理。

1) 轴东侧250t履带式起重机行走通道主要为站房与东广场主体结构之间16m宽的间隙夹缝范围内, 250t履带式起重机按照退行安装施工顺序, 该行走通道需做回填及加固处理, 防止对东广场地下室侧墙结构产生过大的侧压力。

2) 轴一侧250t履带式起重机行走通道主要位于轴西面-11.300m标高地下室地面处, 并应注意 (12) ~ (15) 轴区域下方为地铁联系通道, 该区域不得行走起重机。

3) 四支格构柱卧拼装场地布置在轴东面广场楼面上36m宽范围内, 采用TC7052悬臂式塔式起重机及16t汽车式起重机整体拼装完成后, 按照从中间向两边的施工顺序, 采用250t履带式起重机分段吊装安装。

4) 屋面桁架结构拼装场地位于轴区域±0.000m标高层结构楼面上, 为便于拼装机械设备行走, 该区域混凝土楼层结构下方支撑架应暂时不拆除。

5) 轴10.000m标高附近处高架层结构计划在该区域屋盖结构全部安装完毕后, 采用跨外后装施工。

6) 提升区域构件拼装采用16t小型汽车式起重机, 起重机上楼面层最大荷载控制在约20k N/m²。

7) 东广场上构件堆放及拼装场地宽度约为36m, 对地面承载力要求为10k N/m²。

8) 构件临时堆放及拼装场地东面设10m宽的车辆运输及物流通道, 该区域对下方地面承载力要求较高, 考虑到构件运输车辆对下方楼面的轮压力会达到20k N/m², 需对该运输通道满铺路基箱板, 以分担局部集中荷载。

具体平面如图4所示。

站房东侧屋盖柱和网架屋面体态大、荷载重, 并且由于是斜柱结构, 决定了钢结构施工必须采用吊装方式解决部分主桁架施工, 吊装点根据场地条件, 选用双机抬吊, 东侧起重机站位为16m回填通道。并尽可能采用提升的方式来解决其余构件的安装, 减少吊装工况的工程量。吊装总体顺序应考虑场地条件, 只能采用由中部向南北两侧退行吊装的方式。屋盖施工分区如图5所示。

据此原则, 通过计算机模拟和深化设计方案调整, 确定总体吊装思路为:首先完成中部2根格构柱, 然后安装该门柱4榀纵向主桁架梁和柱顶桁架, 接着进行桁架间的屋盖3个区域提升施工。同时履带式起重机退行至南北2根边门柱位置进行格构柱和柱顶桁架吊装, 最后仍采用提升完成桁架间屋盖补缺。每个区块钢结构安装按照“先柱后梁”、“由中部向两侧退行”的原则进行施工, 一旦履带式起重机退行至后一施工区域, 即不再具备进入上一施工区域的条件。总体吊装流程如下。

1) 采用250t履带式起重机进行中部门柱吊装, 考虑门柱向南北和东侧倾斜, 门柱在地面拼装完成后根据吊装设备能力进行分段 (见图6a) 。

2) 仍利用250t履带式起重机结合另一台履带式起重机进行门柱上的主桁架吊装, 吊装采用双机抬吊 (见图6b) 。

3) 履带式起重机退行至南北两侧边柱, 并进行边格构柱吊装 (见图6c) 。同时中部区域3片屋盖进行提升 (见图6d) 。

4) 采用履带式起重机进行南北两侧2榀主桁架吊装 (见图6e) 。

5) 进行南北两侧剩余2个区域屋盖提升 (见图6f) 。

6) 利用履带式起重机和东侧TC7052塔式起重机进行挑檐结构施工, 屋盖吊装全部完成 (见图6g) 。

5结语

杭州东站站房工程是全国九大铁路枢纽工程中唯一一个广场、站房、站场、地铁同步施工并同时投入使用的工程。而钢结构施工过程中, 与东广场结合部的屋盖吊装是施工协调和技术攻关难度最大的部分, 经过众多吊装方案的必选和研究, 最终确定了该兼顾工期、成本、质量和安全的施工方案, 并得以成功实施, 也为同类工程提供了借鉴。