高铁站区钢结构锈蚀的研究及解决

高铁站区钢结构锈蚀的研究及解决

江东劲

中铁建工集团有限公司上海分公司

摘要：建筑业在促进经济发展，特别是在高速铁路建设项目中发挥着非常重要的作用。钢结构是最常见的建筑结构之一。工业钢材产量的大幅增加，再加上工程技术的改进，逐渐使钢结构在工程建设中流行起来。组织钢结构施工，综合吊装技术是一项新技术，在工程质量和施工效率等几个方面具有明显优势。本文对高铁站区钢结构锈蚀进行分析，以供参考。

关键词：高铁站区；钢结构；锈蚀；解决

引言

东方新干站钢结构安全结构、新设计、高技术要求，满足使用要求。整体吊装法和高空部署设施对工程安全管理要求很高，同时过渡拆除临时支护技术相对较新。通过对方案的简要分析，该文章可作为今后类似项目的参考。

1多层网架结构特性

在现代高速铁路车站的室内，新造型和复杂支撑条件下的大规模钢复盖面得到了广泛使用，桁架、桁架、桁架和弦杆等空间网格结构是最常见的结构形式。其中，桁架结构具有工期短、跨度大、工业装配水平高、重量轻、强度高、结构形式多样、强度合理、抗震性能好等优点。由于结构截面的刚度与截面高度的立方部分成正比(例如，矩形截面的惯性矩为bh3/12)，并且三层框架截面的大小比普通元素大得多，因此其垂直刚度必须比普通结构大得多。 局部三层框架的厚度是双层框架厚度的两倍，如果元素截面相等，则垂直刚度大约是其八倍。 相同的网格高度可有效缩短元素(尤其是腹板)的长度，同时最佳化网格的几何组成，并将元素的相交角度调整为合理范围。内力峰值比双层网架小得多，一般减少约25 %至60 %，可以使用更细的钢管和更小的子弹，从而大大方便网架型材的加工和运输。

2高铁站房钢结构施工整体顶升技术的应用

2.1地面拼装

高铁机房钢结构的提升，必须保证结构的稳定性，有效控制装配结构的地面装配运行，地面装配适用于所有不完整的单元结构，最终装配成为整体，保持结构的稳定性和安全性至关重要控制熔接约束、应变力，以避免影响结构的高程效果，并确保组合的精确度。地面装配时，提前拆除更换部件，根据实际情况调整施工现场的补充方案，确定焊接顺序后，分析方舟值是否合理。顶部高程点与顶部高程中心线之间不应存在过大的垂直偏差，应根据规范标准对关键位置进行缺陷检测，为后续焊接施工奠定基础。

2.2结构顶升

底盘吊顶区域重约440T，共16套40T系列吊架，理论吊重640T，符合安全系数。根据图纸和实际情况，桁架的总上限分为两个区域，即:一个区域是层-0.3m的A-D /7-14轴的总装配单位；第二个扇区是站室2F(8.5m)层的全局装配单元。必须先实现区域的最大标高、最高标高到8.5m位置、区域2的装配，然后在完成装配后实现区域2的总标高。两升转换过程定义了转换的临时上升点。吊装系统由吊架、液压机、吊杆、液压泵站、PLC控制控制台等组成。每个液压泵站可以控制两个起重机械。PLC总台通过每个千斤顶上的位移传感器控制油道电磁阀的开启或关闭，通过泵站上的油压表读取油道的油压，以转换油道的升降值，并将千斤顶安装在升降支承的下对角线交点处。千斤顶和起重支架通过起重帽、连杆和销钉连接，起重支架的设计借鉴了网架和塔式起重机的设计理念，机体高度为1.7米，行程最大长度为1.25米，支承结构为格栅式，平面尺寸为1.0米×10组合的总高度由最大高度决定。标准段和标准段之间的连接采用螺栓联接。拆卸非常方便。

3高铁站房钢网架下支撑转换过渡施工技术

3.1屋面钢网架安装流程

(一)基地横向安装。通过地面安装基础结束时，应使用4台25t总线电梯同时升降，通过基础后在下方安装一个临时支撑点。地基装配在地面作业平台上。在地基装配过程中，应始终检查桁架轴与建筑物地基轴之间是否存在偏差，并随时进行调整。与此同时，在安装过程中，应随时检查每个临时支持点的租用情况。如果有包干，就要及时加强控制整体桁架弹性，严格控制桁架上下弦尺寸，确保各螺栓到位。地基吊装完毕后，需临时加固钢柱支撑至钢柱底部桁架构件处的螺栓球位置。(2)用两台25t起重机吊起一个球、四个碗，根据基本通道，在c、d、7、8轴的两个位置安装支撑网架下部弦螺栓球的支架，避免大跨度支架下的抓挠；(3)空间稳定系统形成后可进行临时支架过渡临时支座过渡是通过分段的临时支座完成的。根据结构造型，桁架的总面积分为5个区域，分别为4-5轴、5-7轴、7-8轴、8-10轴和10-11轴。基础吊装完成后，首先在7-8轴上进行临时支撑，然后根据桁架的安全情况和强度分析，在5-7和8-10区域进行临时支撑转换，最后在4-5轴和10-11轴上进行临时支撑调整和转换。临时支撑过渡需要通过区域桁架形成刚体，然后通过将现场监测的实际数据与设计允许的值进行比较来完成过渡。根据现场监测数据分析，结合设计要求，在基地安装10个临时支持点。安装两个相邻的区域底盘后，将分别在南北两侧添加两个临时支撑点。此时，可以根据实际情况在中间区域拆除临时支座，完成4-5轴区域和10-11轴区域的装配。

4锈蚀原因

（1）混凝土开裂。作业不规范、冻融循环会等导致混凝土开裂，甚至钢筋裸露锈蚀。混凝土受冻融的影响，毛细孔中的水会结冰，产生膨胀应力和渗透压力，造成冻融破坏，使混凝土开裂。随着混凝土内部微裂缝的扩大，混凝土往往会松动剥落，钢筋受到空气和水的影响，产生锈蚀。（2）氯化作用。在盐碱地或者采用撒盐融冰的地区，往往会发生Cl-渗透进入混凝土引起的钢筋锈蚀破坏。其中的化学反应原理与电化学腐蚀类似。

5防治方法

5.1对于钢结构锈蚀

为了阻止普通锈蚀的化学反应发生，较为经济的方法是采用覆盖法。覆盖法是在钢结构表面覆盖一层保护膜，从而有效减轻钢结构的锈蚀。覆盖物的选用，一般为耐锈蚀金属或者非金属材料。前者通常选择电镀或者喷镀的方法，在钢结构表层镀上一层锌、铜、铬、镍等材料来提高抗锈蚀能力。后者最常见的方法是喷涂表面油漆。应用时一般为两道底漆（或者一道底漆和一道中间漆）与两道面漆，要求较高时，可以增加一道中间漆或者面漆。并且面漆常采用灰铅漆、醇酸磁漆和酚醛磁漆。底漆往往采用云母氧化铁底漆、铁红环氧底漆、红丹防锈底漆和环氧富锌漆。

5.2对于钢结构涂层的失效

除了涂层耐久、结合力不足等问题，在涂料进场时，加强对于其质量的检测。在施工中更重要的是减少施工中的缺陷产生，防止涂膜不连续、针孔、液泡、厚度不均等。控制好接触面的粗糙程度，适当的粗糙度有利于提高涂层的附着力。利用好天气进行涂层施工，灰尘天气、雨天、雾天、下雪天、落雹天气均不宜施工。温度最佳为10℃～30℃，空气相对湿度≤70%。施工后，可对漆膜的厚度进行监测，确保油漆面满足设计厚度要求。高铁站区所在的地区往往昼夜温差大，夜间“天窗修”施工期间往往会发生“结露”。而发生“结露”的温度，会在水汽含量、气压不变的情况下，随着温度下降而升高。导致的了上半夜施工的油漆状况良好，而下半夜油漆更容易剥落的问题。

结束语

新建成的高铁站由大量的钢结构构成，桁架构件、雨棚屋面等钢结构受力部件更易受到锈蚀的侵害。这不仅会造成的承载力损失，更可能对钢结构的稳定性造成影响，所以高铁站区的运维中，锈蚀的防治刻不容缓。

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