地铁车辆基地型钢立柱质量管控技术实践

地铁车辆基地型钢立柱质量管控技术实践

杨晨¹，袁润丰²，刘一鸣¹

铁科院（深圳）研究设计院有限公司，广东省深圳市518034；2.中国水利水电第八工程局有限公司，湖南省 长沙市 410004

摘要 型钢混凝土因其优异的工程性能被广泛应用于车辆基地的结构设计中。相较于一般的钢筋混凝土立柱，其安装精度与质量控制难度显著提升。为达到质量控制目标，通过鱼刺图分析方法研究了地铁车辆基地型钢立柱施工的质量影响因素。结果表明，型钢混凝土在柱脚螺栓定位、型钢立柱安装、钢筋模板安装、混凝土浇筑等环节应加强质量管控。通过影响因素的梳理，制定出赤湾停车场型钢立柱质量控制要点与质量控制标准，实现了工程质量控制目标。

关键词 地铁；质量管控；鱼刺图分析；型钢立柱；车辆基地

Quality Control of Steel Reinforced Columns in Metro Vehicle Base

Yang Chen¹, Yuan Runfeng²，Liu Yiming¹

（1. Research Institute of Railway Technology (Shenzhen) Co., Ltd.，Shenzhen Guangdong 518034，China;2. Sinohydro Engineering Bureau 8 Co., Ltd., Changsha Hunan 410004，China）

Abstract Steel reinforced concrete was widely used in vehicle base for the excellent engineering performance. Compared with the general reinforced concrete column, the installation accuracy and the quality control was a big ask for the team. This paper studies the quality influencing factors by fishbone diagram analysis method，the results show that the quality control should be strengthened in the aspects of foundation bolt fixing, steel column installation, steel formwork installation and concrete placement. Then, the quality control criterion are formulated by combing the influencing factors in Chi wan stabling yard, and the objective of the quality control has been achieved.

Key words Subway; Quality Control; Fishbone Diagram Analysis; Steel Reinforced Column; Vehicle Base

地铁车辆基地是提供车辆停放、检修和日常维修的建筑空间，包括车辆段、停车场、综合维修中心、物资库、培训设施及相关的生活设施。在车辆基地上预留物业开发条件，是提升土地利用价值的绝佳方案之一。型钢混凝土以其优异的工程特性，被广泛应用于车辆基地的结构设计，以承载盖上物业开发荷载。相较于一般钢筋混凝土结构，型钢混凝在型钢安装、钢筋模板安装、混凝土浇筑振捣等环节的质量控制难度显著提升^[1]。

鱼刺图分析法已被证实为一种可靠的质量分析方法，通过质量控制小组的头脑风暴找出影响因素，按影响因素的相互关联性，整理出层次分明、条理清楚的分过分析图，因其形状很像鱼骨，常被称为“鱼骨图”或者“鱼刺图”^[2,3]。霍海霞、杨健康利用鱼骨图法对地下防水混凝土工程的质量控制进行了分析与研究，取得了预期效果^[3]。李海丽等将集对理论引入鱼刺图分析法，对鱼刺图中各因素确定权重进行了定性分析，拓展了研究视野^[4]。尹亮等利用原因型鱼刺图法提出了黄土隧道施工安全检查重点，为安全检查标准的制定提供依据^[5]。目前，对型钢立柱开展质量分析的研究不多，本文运用对策追求型鱼刺图分析法对影响型钢立柱质量的关键因素展开分析，为提高型钢立柱整体质量提供支持。

1 工程概况

深圳地铁12号线赤湾停车场位于深圳市南山区，为地上一层结构，长1050m，宽370m，最窄处90m。主体结构包含运用库区、咽喉区，以及综合楼、洗车库、污水处理间、垃圾房、混合变电所、雨水泵房、出入线配电间、门卫室等单体结构，如图1所示。

图1 赤湾停车场平面示意图

因运用库上盖预留120m超高层物业开发条件，设计采用异形型钢混凝土柱，典型截面尺寸为2800*1600mm，混凝土标号C60。柱体内包“十字”型钢，型钢材质为Q355B，单根长度16m，重量约36t，如图2所示。

图注：数字单位均为mm。

图2 型钢立柱典型断面示意图

本工程立柱浇筑高度11m，采用一次立模浇筑到顶的方法。型钢立柱整体工艺流程如图3所示。

图3 赤湾停车场型钢立柱施工流程图

2 影响因素分析与质量保证措施

按照对策追求型鱼刺图分析流程，建立鱼刺图分析模型：①将型钢立柱质量影响因素置于鱼头；②建立质量控制专题小组，按照头脑风暴法列出主要影响因素；③将各影响因素归类、整理，表述简洁、明了；④按照影响因素层次绘制鱼刺图；⑤分选关键影响因素，制定实施对策。

通过分析，相较于常规钢筋混凝土立柱施工，本型钢立柱质量影响因素主要集中在以下四个环节：①柱脚锚栓定位；②型钢柱安装；③钢筋模板安装；④混凝土浇筑四个主要环节，主要影响因素如图4所示。

图4 型钢立柱质量影响因素鱼刺图

2. 1 柱脚锚栓定位

2.1.1 主要工艺流程

本工程每个型钢柱柱角设12根M39的锚栓，锚栓总长度25d（d=39mm），材质Q345B，采用M39螺母（性能等级为04级）与螺栓连接，螺母厚度为33.4mm。柱脚锚栓形式如图5所示。型钢柱埋入承台4m，承台分两次浇筑，在下部承台钢筋绑扎完成后，第一层混凝土浇筑前预埋柱脚锚栓，通过钢定位板进行固定。

图注：数字单位均为mm。

图5 柱脚锚栓图

安装预埋锚栓工艺流程如下：①承台第一层钢筋绑扎，安装临时定位模板；②安装锚栓，浇筑承台第一部分的混凝土。

2.1.2 影响因素分析

柱脚锚栓是型钢立柱安装与固定的基点，重点应控制好安装精度，避免定位不准、固定不牢的现象发生，同时应做好预埋件的成品保护，避免外力损坏与混凝土污染，影响后续型钢立柱的安装。

2.1.3 质量保证措施

2. 2 型钢立柱安装

2.2.1 型钢柱安装

1）在已浇筑混凝土的承台上放出异形线，清理螺杆，将下部螺母顶标高调至钢柱底面。

2）吊装型钢柱，调直。

3）复紧螺栓，焊接柱脚钢压板。

4）进行柱底灌浆作业，浇筑上部承台混凝土。

2.2.2 影响因素分析

型钢柱是工程结构受力的着力点，其腹板和翼缘板上预埋直螺纹套筒与开口位置精度直接影响钢筋工程的安装，应做好预留精度。劲板、肋板、缀板上开孔关系着下料管、振捣棒的顺利下放。在安装过程中应做好安装精度控制与成品保护，避免栓钉和预埋套筒损坏变形。安装到位后，应及时填筑灌缝料，灌缝料填筑应密实。

2.2.3 质量保证措施

2. 3 钢筋、模板安装

2.3.1 钢筋、模板安装

本型钢立柱长边为2.8m，短边为1.6m，柱高11m，柱内型钢腹柱16.3m，钢筋使用C36作为立柱角筋，C16为架立筋，C12、C18、C20钢筋作为箍筋，箍筋间距100，无箍筋加密区。水平方向设有多肢箍筋组成的箍筋组及拉钩，主筋的安装与普通钢筋工程基本相同。箍筋是型钢混凝土组合结构中对混凝土起约束作用的重要钢筋构件，必须保证其完全闭合，并与主筋牢固连接。柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋和拉筋组成，大部分箍筋均设计为C12的钢筋，硬度大，可调性差，如图6所示。

图6 型钢立柱典型断面示意图

型钢立柱梁下加腋，腋长1500mm，腋高1500±1500×屋面结构坡度，如图7所示。腋角处钢筋施工顺序为：①立柱钢筋绑扎至平台坡屋面板顶，且预留出柱头钢筋长度；②立柱模板安装；③腋角1^#纵筋斜向连接接驳器；④2^#梁底钢筋固定，端头穿型钢腹板；⑤3^#梁顶纵筋固定，穿腹板且端头弯锚（平直段=15d）；⑥4^#顶梁箍筋绑扎；⑦腋角装模；⑧立柱及腋角浇筑。

图7 方柱柱模板示意图

图8 方柱柱模板示意图

模板工程采用定制6mm厚钢面板模板，主肋为8#槽钢，竖直边框为12 mm × 80mm、水平边框为12 mm×100mm，拉栓为T25高强拉栓，模板连接处采用M18*60连接螺栓，单块模板节段高度为4.5m。柱身钢模四面模板中，短边模板对夹长边模板，长边与短边模板法兰板通过螺栓连接。如图8所示。

2.3.2 影响因素分析

本工程型钢立柱钢筋普遍较粗、较密，立柱主筋所涉钢筋接头较多，箍筋安装可调性差，必须确保安装精度。框架梁柱部位涉及腋角钢筋安装，柱筋、梁筋纵横交错，需要严格按照安装顺序，按照立柱和腋角整体浇筑的方式将腋角主筋一次安装到位。

模板工程应注意模板的刚度、平整度，以及拼缝的严密性。同时应重点控制钢筋保护层厚度及钢筋垂直度，避免触碰模板产生漏筋情况。

2.3.3 质量保证措施

2. 4 混凝土浇筑

2.4.1 混凝土浇筑

混凝土采用商品混凝土，使用搅拌车运输到现场，使用混凝土天泵，泵送进仓。框架柱浇筑上部设置串筒辅助入仓，保证下料高度不超过1米。为确保振捣泵，在型钢立柱布置12台振捣泵（70泵6台，50泵6台）振捣泵距模板边缘宜为20~30cm，如图9所示。

图9 浇筑孔布置示意图

2.4.2 影响因素分析

型钢立柱成败的关键在混凝土浇筑，因型钢立柱加劲板、栓钉、立柱箍筋纵横交错，预留浇筑孔位限定，振捣棒下放位置需严格限定。为确保型钢混凝土浇筑质量，必须对混凝土原材、混凝土振捣、混凝土养护以及混凝土的入模温度加以控制。

2.4.3 质量保证措施

3 结语

本工程运用鱼刺图分析方法，对地铁车辆基地型钢立柱质量影响因素进行了分析。结果表明，相较于常规的钢筋混凝土立柱，型钢立柱质量影响因素主要集中在柱脚螺栓定位、型钢立柱安装、钢筋模板安装，以及混凝土浇筑四个方面。根据质量影响因素分析，建立起一套完整的工序质量控制标准，对工程实体质量目标的实现起到了指引作用。

参考文献

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5. 李海丽，陈勇,张文龙,等. 基于集对理论对鱼刺图分析法的优化研究[J].工业安全与环保. 2019,45(03)：41-44.

6. 尹亮,刘伟,周育驰.基于原因型鱼刺图法的黄土隧道施工安全检查指标研究[J]. 公路交通科技(应用技术版). 2019,15(07)：251-253.

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