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建筑结构丨真“钢”!清河站捧回中国钢结构行业最高奖项

来源:京彩分呈中铁建工北京分公司,转自:建筑结构-公众号综合整理

作为京张高铁建筑面积最大的车站

清河站总用钢量达 3.1 万吨

钢结构工程主要包括

主站房、高架落客平台及站台雨棚部分

领先的设计理念、显著的科技成果

精湛的施工技术、先进的管理经验

是获得业内青睐的制胜法宝

▲清河站站房实景

项目概况

新建京张高铁清河站为京张高铁建设规模最大的综合交通枢纽站,也是北京清河地区最重要的交通枢纽,在原国铁京包线清河站原址重建;工程地址西侧紧邻既有地铁13号线及G7高速,东侧紧邻金泰富地、MOMA大厦等高层建筑群,南侧临小营西路、北侧上跨规划的安宁庄公交及慢行通道。周边既有建筑设施完善,市政条件成熟,设计用地局促;制约条件多。
项目组成包括国铁站房及配套工程、地铁工程及市政工程三部分;其中地下二层及地下一层车库战时为核5常5级一二等人员掩蔽部及核6常6级物资库。承担京张高铁、地铁13号线、地铁27号线(昌平线南延二期)及19号支线、G7高速及城市配套公交车场、出租车场及周边交通系统等多种交通的运转功能。

▲清河站站房鸟瞰

地铁27号线与19号线站台位于地下二层,地上一层为地铁13号线加站后站台层,与国铁站台同层,13号线位于1站台,国铁4台8线,其中2、7线为正线。地铁与国铁运行方向在枢纽范围基本平行设置。安宁庄北路市政公交慢行通道垂直穿过枢纽北侧端部地下一层,与枢纽共构设置。
站房枢纽工程建筑面积13.8万平方米,地下二层,地上二层(局部三层),采用建桥合一结构体系。主站房为复杂高层组合结构;主站房屋面为双曲钢桁架结构,屋面跨度84~42米,四周悬挑最大12.5~18米;站台雨棚为波浪形曲面,四面镂空,采用金属屋面板,风荷载取值无规范可循;地下一、二层有220~660米结构超长无缝;BC区地下二层地铁区间上方为地下车库,存在托柱转换。
项目体量大,结构形式复杂,项目设计依据的规范规程除国家规范外,还涉及建筑、铁路、地铁、公路、桥梁等行业规范规程,需遵循行业规范多,存在多个设计难点,需要对其结构体系的抗震性能、钢结构站厅层的使用舒适度、复杂屋面的风荷载取值、大跨屋面结构的抗连续倒塌性能、超长无缝结构的温度应力分析、重点节点、重点构件进行有限元分析,通过各项研究分析,合理设计,保证结构的安全经济合理性。

(来源:《转自:建筑结构-公众号》来稿文章《京张高铁清河站结构设计》,作者:傅慧敏1,郭青骅1,卜龙瑰2,刘发军1,马瑜杰1,郭振勇1,李喜庆1,马彬1,王永1

1中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 1000553;2北京市建筑设计研究院有限公司 100045

清河站以“海纳百川”为设计理念

整体造型气势恢宏、特色鲜明

屋面结构造型美观、新颖

最大跨度84.5

最大悬挑20.5

涵盖多项创新技术难点

采用曲面式屋顶、抬梁式悬挑屋檐等

中国古代建筑手法

展现北京古都风貌

▲清河站抬梁式悬挑屋檐

作为北京2022年冬奥会交通配套工程

清河站融入“动感雪道、玉带清河”

奥运元素和地域特色

采取大空间无柱造型

重达5000吨的钢屋盖

仅支承于24根椭圆形钢柱

8 组A型和Y型柱

以简约有力的曲线与A型支撑结构

展示最新的建筑技术和人文艺术

▲清河站钢屋盖呈雪道走势

结构体系庞大复杂

施工场地极其狭小

既有线地铁13号线处运营状态

现场无大型吊装机械作业面

设计合理的施工方案是项目团队

面临的最大难点

项目团队经多次专题会议讨论

模拟分析和专家论证确定了

“两阶段施工,同步开通”实施方案

▲施工现场履带吊栈桥通道

一阶段施工项目团队设计研发适用于

大型吊机大跨度施工的重型钢栈桥

作为3台履带吊吊装通道

自下而上、由西向东

统筹屋盖层及候车层钢结构吊装

实现空间立体同步施工

在城铁13号线拨线转场并入站房后

开展二阶段施工

采用2260吨履带吊走行于地面层

由中间向南北两侧同时退步吊装

完西侧A型柱及剩余桁架结构安装

▲清河站钢结构施工

站房A型柱为巨型椭圆钢管

超厚圆弧板加工难度大

项目团队首次研发了

“压弯圆弧段与平直段一体加工成型工艺技术”

有效减少焊缝数量

降低焊接残余应力

提高了加工精度

将加工误差控制在 2 毫米以内

▲清河站候车大厅A型柱、Y型柱

巨型钢管柱底、柱顶分别为

Y形、A形交叉节点

内部构造复杂

项目团队研发节点

“内部贯通加劲肋及多腔体隔板构造和相应焊接工艺”

解决了焊接残余应力大

必须采用铸钢节点的技术难点

A型柱柱顶A形节点吊装重量达 56

项目团队采用

“自平衡支撑及对称吊装技术”

实现斜柱、柱顶A形节点安装就位精度

▲清河站A型柱安装

开工伊始项目团队明确了

创建“中国钢结构金奖”质量目标

施工前项目团队

编制钢结构专项方案 42

组织专项技术交底 65

钢构件加工中

项目团队驻场监造

通过原材见证取样、组装尺寸检查

焊缝探伤检测、预拼装检查

工厂试验、出场前联检等

全过程质量控制

确保构件加工质量

▲Y型柱焊接施工

现场吊装中

项目团队通过材料取样复试

钢构件进场验收、测量控制

桁架拼装、焊前坡口清理

焊前预热、焊后保温、焊缝探伤

达到一次性合格率100%

为此次拿下行业最高大奖

打下坚实的基础

▲光影下的清河站钢结构

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