郑州东站综合施工新技术*
王福全
（中铁建工集团有限公司，北京100160）
[摘要]郑州东站为“桥建合一“跨线铁路站房，工程规模宏大，设计大量采用创新技术，其中“钢骨混凝土柱双向涉及多个实施单位，站房工程施工受制约因素多，通过技术与管理创新，优质高效地完成建设，工程运营期间进行了健康监测.
[关键词]火车站；设计；监测；施工技术
[中图分类号]TU74 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2014)11-0001-04
Comprehensive ConstructionTechnology of ZhengzhouEastStation
Wang Fuquan
( China Rzilsay Constraction Engineering Group Bejing 100160 China)
Abstract :Bridge-building structure is used in Zhengzhou East Station a lot of creative design is used inbox frame beam and cast-in-situ concrete slab is firstly used in Chinese railroad station. Zhengzhou East the grand projeet the structure system with steel reinforced concrete column two-way prestressed concreteStation with a lot of matching engineering is prehensive transportation lerminal involving severalconstruction units there are many restrictive factors in construction of station building engineering themonitoring system is used in the engineering during operation. projet is pleted sucesully by technological innovation and management innovation health
Key words ;railroad stations; design; monitoring: construction
1工程概况
郑州东站位于郑州市郑东新区，总建筑面积41.2万㎡²，共分3层，分别为地面层、站台层、高架 层：共设32站台、32股道.它是京广客专和徐兰客专十字交汇枢纽，是全国最大枢纽客运中心.
其建筑造型采用“庄重、沉稳、宏大”的立意，城市之门的立面造型中隐含着青铜器鼎的稳重形象，同时又其有“莲鹤方壶”、“双连壶”的构图.建筑倾现交通建筑的特征（见图1）. 斜的边角透露出一种强大的力度和流线形动感，体
图1郑州东站俯视图Fig. 1 Top view of Zhengzhou East Station
桁架H型钢次梁，结构分缝采用滑动支座形式； 屋盖采用双向交叉折梁式空间管桁架结构，柱顶设置倒四角锥形钢管支撑，屋盖分缝采用悬挑结
郑州东站主体结构采用双向框架结构，为“全高架桥建合一“结构.基础采用后注浆钻孔灌注构形式.桩承台形式；轨道层结构采用-钢骨混凝土柱双向预应力混凝土箱形框架梁现浇混凝土板”为0.15g，设计分组为第1组，建筑场地类别为Ⅲ
站房的抗震设防烈度为7度，设计基本加速度结构体系；高架层采用钢管混凝土柱大跨度钢类，抗震设防类别为乙类.主站房结构（铁路桥梁结构除外）设计基准期为50年，结构耐久性为100年：轨道桥的设计基准期为100年，结构设计使用年限为100年.
2工程特点和难点
2.1郑州东站设计采用的创新技术
1）“桥建合一"结构
郑州东站轨道层结构采用“钢骨混凝土柱双向预应力混凝土箱形框架梁现浇混凝土板“结构体系，在站房结构中首次采用.
2）高架夹层78m跨楼盖设计
高架夹层楼盖跨度78m，采用结构与建筑高度统一的跨层桁架.通过将立面幕墙网格支承结构与屋盖及商业夹层楼面钢桁架相连形成倾斜的跨层桁架（见图2），解决了78m跨楼盖刚度问题.
Fig. 2 Axonometric drawing of 78m-span 图278m跨楼盖及跨层桁架轴测图floor and cross-layer truss
3）直立锁边中空聚碳酸酯采光板屋面
采光屋面面积12000m，采用直立锁边中空聚碳酸酯采光板，具有以下优点：①顺坡方向为通长板材，无接缝；横坡方向采用直立锁边接缝方式，确 保不渗漏，防水性能好.②透光率可选择，光学性能好.③保温隔热效果佳，热学性能好.④自重较小，安全有保障.
4）再生水源热泵空调系统
生水吸收热量，夏季将热量释放给再生水，通过热 空调冷热源采用再生水源热系机组，冬季从再泵机组能量转换后向建筑物供热、供冷，是一种高效节能、环保无污染的新型空调系统.
2.2新材料、新工艺应用多，工程施工需要进行深
化设计
钢结构工程、预应力工程、装饰装修工程、综合管线工程均需深化设计.
2.3工程规模宏大，体量巨大，工期紧，里程碑节点
多，施工进度管控复杂
郑州东站进度安排需要服从2个方面的工期要求：①必须满足石武客专全线统一工期要求：②必须以郑州东站综合交通枢纽为研究对象，统筹兼顾配套工程.
2.4郑州东站为综合交通枢纽，配套工程多，接口多，工程同步实施，协调难度大
郑州东站综合交通枢纽总投资达143亿元，由
部、省、市、区和企业等8家投资主体建设，规划设计单位9家、总承包施工企业20家.站房工程处于整 个交通枢纽的核心，平面尺寸达到550m×500m，施工场地布置、资源分配、物料运输、交通组织、工程接口都是重点协调内容.
2.5高大空间结构，立体交叉作业，安全管理难 度大
站房工程高大、空间多（楼层高度为10，20m），施工既有平面穿插又有空间交叉，作业条件极其复杂，安全管理工作点多面广，需要创新方法，实现本质安全.
2.6工程正常使用状态下，温度作用及列车运行作
用效果明显，需要采取预控措施
根据设计数据及现场核实，郑州东站高架层变形缝变形量达60mm，屋盖变形缝变形量达150mm， 装饰及安装工程必须适应结构的变形.
3关键施工技术
针对郑州东站工程特点及建设环境，施工中大量采用了创新技术.
3.1钢骨混凝土柱双向预应力混凝土框架梁板结 构体系轨道层施工技术
1）梁柱接头三维深化设计
钢骨混凝土柱、预应力混凝土梁的结构形式，梁柱节点涉及钢结构、预应力筋、非预应力筋，节点 非常复杂.232根40HRB400钢筋、26孔15束的预应力筋、钢骨柱交织在梁柱接头部位，采用三维技术进行施工模拟，研究钢筋、预应力筋的摆放位置及施工顺序，钢筋与钢骨的连接方式，预留混凝土浇筑下料口及振捣口.
2）梁面上返式预应力张拉端
轨道层主梁与站台板间有2m高净空，利用该空间将预应力梁面留槽张拉方式改为梁面上返式张拉，避免切断梁面主筋.
3）主、次梁节点深化设计
轨道层次梁顶面比主梁高出2m，且含有预应力筋，钢筋构造图集中未涉及该类节点，对节点深化后由设计确认（见图3）.
图3主、次梁节点
Fig. 3 Joints of main and secondary beam
4）狭小空间箱梁内模
空间非常狭小.内底模若全部封闭，因气体无法排 轨道层箱梁内净空为1.5mx1.1m（宽×高），设置现上述情况，采用本模与快易收口网组合底模方式效果非常好.
3.2轨道层以上独立设置钢我道，钢结构吊装与轨道层施工合理搭接，多层钢结构“竖向同步、
水平逐跨”推进吊装技术
高10.150m），高架层为钢桁架结构（标高距3600mm，吊顶主龙骨为C型钢，间距1200mm， 郑州东站轨道层为预应力钢筋混凝土结构（标20.250m），屋盖为管桁架结构（标高为41.500-51.300m）.针对结构情况及里程碑节点工期要求，轨道层施工后及时插人钢结构吊装，采用12台250t履带式起重机，从中间向两端退步吊装，高架层及 屋盖结构同步实施，屋盖钢结构采用分块吊装、区域过渡、分区卸载方案.
孔、在底部开设进料孔，通过止流阀装置，利用泵送 混凝土泵送顶升法，即在钢管柱顶部开设排气时的压力将混凝土由下至上地挤压顶升灌人钢柱内，利用混凝土自重实现混凝土自密实.
轨道层以上为钢管混凝土柱，轨道层至高架层为1.5m×1.5m方柱，高架层至屋盖为直径1.5m 圆柱，在高架层桁架高度范围内完成“方变圆”转换.钢管柱内部保证每个空腔下方有进料孔、上方有排气孔，优化混凝土配合比设计，满足泵送顶升要求.为防止方钢管柱变形，需要控制泵送高度及 泵送压力.
3.4大跨度铸钢节点空间网格结构跨层桁架施工
技术
大跨度铸钢节点空间网格结构跨层桁架，跨度78m，重达1000t，因工期要求，跨层桁架需要与下方 的地铁同步施工.跨层衍架共分5层，采用MIDAS软件进行仿真计算，确定分成3层21个单元体及嵌补杆件自下面上安装、分3层自上而下分层分级卸载的方案.采用3跨连续贝雷架支撑平台及上方设 置格构架组合支撑体系，跨越地铁基坑，实现同步施工.
3.5装修工程二次结构及装饰面层固定连接技术
二次结构固定于主体结构上，同时装饰面层又固定于二次结构上.二次结构必须受力合理，适应 主体结构的变形，方便面层材料的固定连接，确保安全，同时又需要经济适用.郑州东站二次结构工程有以下改进.
1)加气块砌体墙结合干挂石材需要改进圈梁
加气块砌体墙结合干挂石材需要改进圈梁设放，混凝土浇筑很可能不满；内底模不封或封闭一置，既满足砌体工程要求，又满足干挂石材干挂需部分，混凝土在振捣作用下很可能外溢.为避免出求.圈梁的高度改为300mmm（满足预埋板的尺寸要求），混凝土强度等级改为C30（膨胀螺栓拉拔工艺试验混凝土强度等级为C30），铁件尽量预理，减少 后植（受力性能好，经济）.
2）高架层条板吊顶改进C型钢条与主棕条的连接固定方式
高架层条板吊顶，钢结构主条为工字钢，间与主擦条垂直，设计采用镀锌角钢将C型钢与主擦条焊接连接.考虑到高空作业难度及危险性，改进连接方式，设计一种特制挂件固定连接.挂件用5mm厚镀锌钢板弯折面成，施工时在地面将C型钢 擦条穿人挂件中，采用吊绳吊至安装高度，将挂件与主擦条固定.该方式减少了高空作业量，提高工效，节约材料，质量与安全有保证.
3）室外条板吊顶防风挂件
高架车道上方采用300mm宽条板吊顶，室外环境下必须改进条板的固定方式，防正条板在风荷载作用下变形、脱落.自行设计了一种防风挂件，由薄钢板冲压件及配套螺栓组成.采用该挂件施工定位简单，挂件的宽度即为条板的缝宽，条板的宽 度即为相邻两个挂件的间距，安装方便，调平简单，固定牢靠.
3.6装饰及安装工程在结构变形缝处设计与施工技术
1）高架层地面变形缝
高架层变形缝变形量达60mm，地面变形缝采用一侧固定、一侧滑动方式，地面石材变形缝移至结构缝的一侧，采用压花钢板跨越结构变形缝，采用拉槽不锈钢板覆盖石材缝原.为避免长期滑动 磨损，在滑动端敷设聚四氟乙烯滑板.地面变形缝设计如图4所示.
2）客票信息屏变形缝处理
客票信息屏跨越高架层变形缝，信息屏钢桁架的活动端通过板式支座固定在钢管柱牛腿上，经实 测该位置的变形量达75mm.装饰铝板采用插接式，铝板及二次结构龙骨在接缝处可以滑动，满足结构变形要求.
的处理 3）固定在屋盖钢结构上的管道在结构变形缝
钢结构屋盖分缝处变形量达150mm，管道采用3个伸缩接头，满足结构变形要求.
图4高架层变形缝设计
Fig. 4 Deformation joint design for elevated layer
3.7高空倾斜外立面三角形分缝仿石喷涂铝板幕
墙施工技术
外立面仿石喷涂铝板幕墙近4万㎡，为高空悬挑、倒倾斜结构，面层为三角形分缝.针对主体结构的不同进行深化设计，通过三维建模、整体把控，优化龙骨及面材；采用主、次二级测量控制点，避免 误差累积；龙骨采用地面单元体制作、高空拼装；仿石铝板按照编号厂内加工，现场安装；高空作业采用自制工具式吊篮（见图5）.
图5高空倾斜面工具式作业平台Fig. 5 Tool-typed working platform of inclinedplan at high altitude
3.8施工平面布置及物料运输组织
郑州东站平面布置采用总体分阶段平面布置与分层平面布置相结合的方法.
1）站房10.150m混凝土结构分区段施工及道路设置
550mx500m，为多跨连续预应力结构，结合伸缩缝 郑州东站10.150m轨道层平面尺寸达到及后浇带共分为45个施工区段.
站房外侧雨篷区桥梁为简支梁结构，预留1跨
简支梁作为东西走向施工通道.南北方向通过分区段施工及采用门式洞口，共设置7条施工通道.
2）设置直接到达高架层的贝雷架坡道桥
高架层以上装修、安装工程量非常大，大量建筑材料需要运输至高架层，同时近4万㎡的高架车道可以作为施工场地，在雨篷区域设置了可以直接到达高架层的贝雷架坡道桥.
3）设置贯通高架站房南北的轻型钢栈道桥
为充分利用站房南北两侧的高架车道，设置穿过站房的轻型钢栈道桥，钢栈道桥采用H型钢及压花钢板，荷载主要由高架层钢衍架承受，经设计复 核，栈道桥可通行载重25汽车.
3.9工程运营期间健康监测
郑州东站工程运营期间，采用光栅光纤及终端设备分别对新型结构体系轨道桥梁在列车运行及温度作用下应力、应变监测，大跨度双向管桁架屋 盖在温度作用下应力、应变监测.监测数据与设计分析吻合，进一步验证了工程安全和经济合理性.
4结语
郑州东站工程建设大量采用创新技术与管理新措施，取得了显著的社会与经济效益.其中“大 跨度桁架及空间网格结构施工技术”及“郑州东站复杂结构技术研究”达到国际先进水平，在工程运营期间跟进维保与回访，创新成果取得实效.
参考文献：
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