中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 徐可可 報道
2022年6月20日7時26分，隨著北京豐臺站首發(fā)G601次列車，127歲的豐臺站以嶄新面貌迎接八方來客。亞洲最大鐵路樞紐客站，首都重要鐵路門戶樞紐——北京豐臺站正式開通運營。
北京豐臺站位于北京西三環(huán)和西四環(huán)之間，站房建筑面積40萬平方米，站場規(guī)模為17臺32線，每小時最高可容納14000人同時候車。豐臺站是亞洲最大的鐵路樞紐客站，也是中國國內(nèi)首個普速、高速雙層車場站型布置的大型現(xiàn)代化鐵路車站。豐臺站設(shè)計最大的特點是采用“頂層高鐵、地面普鐵、地下地鐵”的立體交通模式。雙層車場布局設(shè)計為旅客實現(xiàn)“無縫”換乘城市交通。
▲北京豐臺站高鐵站臺
▲北京豐臺站側(cè)立面
▲北京豐臺站進站廳
從1959年“國慶十大工程”之一的北京站，到20世紀末“亞洲第一大站”北京西站，到2008年“中國高鐵第一站”北京南站，再到新時代鐵路客站集大成之作北京豐臺站……一項項舉世矚目的重大工程，折射出中國鐵路創(chuàng)新發(fā)展的鏗鏘步伐。
▲首趟始發(fā)車G601?？控S臺站32站臺，等待出發(fā)。
在見諸媒體的各篇報道中，讓鋼鐵人為之自豪的，是在這些重大鐵路工程中，處處彰顯著鋼鐵力量。
日前，作為北京豐臺站的承建方，中國中鐵建工集團北京豐臺站項目部總工程師許慧接受了《中國冶金報》記者專訪，讓我們深入了解了鋼鐵是如何支撐起這座亞洲最大的鐵路樞紐。
▲7月4日的豐臺站。（顧學(xué)超 攝影）
記者：整個豐臺站的建設(shè)大約用鋼多少噸？主要使用了哪些品種的鋼材？發(fā)揮了什么作用？
許慧：豐臺站為勁性結(jié)構(gòu)，承擔(dān)列車通過的荷載。從基礎(chǔ)開始即為鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相交叉實施。主要的鋼構(gòu)件的形式為田字型、九宮格矩形鋼柱、十字箱形鋼柱、焊接H型鋼梁、箱型鋼梁、屈曲支撐結(jié)構(gòu)及箱型+鋼管組合桁架。鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量超過19萬噸，鋼筋用量為14萬噸。主要的鋼材型號為Q390GJD、Q390GJC、Q345GJD、Q345GJC、Q345C、Q345B。鋼管柱鋼材最大厚度為100mm,鋼骨梁鋼材最大厚度為70mm。
▲北京豐臺站普速列車與高鐵列車候車區(qū)劃分
▲北京市地下軌道交通與北京豐臺站無縫銜接
記者：鋼結(jié)構(gòu)在豐臺站建設(shè)中的使用情況如何？與其他高鐵車站相比，有什么特點？
許慧：鋼結(jié)構(gòu)在豐臺站結(jié)構(gòu)中全面應(yīng)用，鋼管柱從基礎(chǔ)階段即預(yù)埋在滿堂基礎(chǔ)的柱坑內(nèi)，每一層結(jié)構(gòu)也是鋼與混凝土結(jié)合的結(jié)構(gòu)，屋面為箱型+鋼管組合桁架。
與其他高鐵站相比，最大的特點就是由于雙層車場而形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸為21.5m×20.5m，柱網(wǎng)比較密，結(jié)構(gòu)尺寸比較大，最大的九宮格柱截面為4550×2000mm，常規(guī)的四宮格鋼管柱截面為2200×2000mm,地上部分鋼骨梁為5200×1000mm，地梁為3900×2900mm。施工作業(yè)面廣、結(jié)構(gòu)層數(shù)多是本項目的最大特點，整個結(jié)構(gòu)東西長572m，南北寬346m，從下至上分布有-11.5m地下室、0m南北進站廳及普速站臺、10m高架候車層、19m高速出站廳、23m高速站臺層、31m上部屋蓋結(jié)構(gòu)以及四角樓多層結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)最大高度約36.5m。受鐵路既有線和南側(cè)在建16號線影響，站房被分為三期建設(shè)。地鐵深度達-23m，地鐵與站房同期開工建設(shè)，兩家施工單位施工交叉影響大，且地鐵與國鐵的結(jié)構(gòu)柱共構(gòu)，施工組織、結(jié)構(gòu)定位難度大。
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件從基礎(chǔ)開始，且截面較大，需要與混凝土結(jié)構(gòu)共同作用共同實施，造成結(jié)構(gòu)施工組織難度大，在組織時要綜合考慮鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的穿插進行，必要時期會有分部工程的施工空窗期。工程實體的實施難度也超過常規(guī)的大型車站：勁性混凝土梁截面大，節(jié)點處鋼筋和鋼骨混合布置，鋼筋密集，混凝土澆筑難度大，需要采取多種措施確?；炷两Y(jié)構(gòu)的密實。
▲豐臺站設(shè)有32條到達出發(fā)線，32個客運站臺面。
記者：豐臺站“頂層跑高鐵、地面跑普速”，中間的候車層的噪音和振動問題在結(jié)構(gòu)設(shè)計或材料應(yīng)用上如何解決？
許慧：豐臺站在結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，進行了多次專家論證與研討，充分考慮結(jié)構(gòu)安全及減震，結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土柱+鋼骨梁結(jié)構(gòu)，柱與梁的截面相對較大，樓板厚度為500mm，結(jié)構(gòu)的剛度較大，根本上確保了軌道層的穩(wěn)定。局部增加了球形支座和阻尼器，起到減震的作用。在地下室頂板、墻體及候車層頂板，噴涂80mm厚無機纖維進行保溫吸音。高速車場、南北進站大廳、中央光庭均采用穿孔鋁板進行降噪。
▲候車區(qū)域吊頂藻井造型
記者：我們看到豐臺站建設(shè)過程中采用了鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺，請您簡單介紹一下相關(guān)應(yīng)用情況和未來發(fā)展前景。
許慧：針對豐臺站鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量大，施工穿插管理難度高等特點，中國中鐵建工集團自主開發(fā)了基于BIM+GIS的鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺，覆蓋從設(shè)計、制造到施工、運維等6個階段16個環(huán)節(jié)的管理。實現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的全過程可追溯及信息化、數(shù)字化管理，提高了管理效率、提升了安全、質(zhì)量及進度的管控能力。
目前，這個鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管控平臺已經(jīng)在中國中鐵建工集團的其他大型站房進行應(yīng)用。在開發(fā)時我們就注重了平臺的通用性，可以根據(jù)不同工程的特點進行相應(yīng)的調(diào)整和完善。信息化管理是后期管理的一種趨勢，這個管控平臺有著廣泛的應(yīng)用前景。
▲2018年9月1日，北京豐臺站站房工程開工建設(shè)
▲2019年4月21日，北京豐臺站首件鋼柱吊裝
▲2020年8月18日，北京豐臺站一期北區(qū)主體結(jié)構(gòu)封頂
▲2021年5月28日，北京豐臺站主體結(jié)構(gòu)全面封頂
記者：豐臺站施工采用了大量的智能自動鋼筋剪切機器人、鋼結(jié)構(gòu)自動焊接機器人等智能機器人應(yīng)用，這種施工方式較人工施工有什么優(yōu)勢？未來前景如何？
許慧：豐臺站采用大量的智能機器人，主要的目的為提高工作效率、提升工程質(zhì)量、為工人的職業(yè)健康創(chuàng)造良好的條件。在鋼筋自動化加工場，不僅應(yīng)用了鋼筋自動剪切機器、還應(yīng)用了高效的彎箍機、直螺紋加工機等等，提升了施工效率，降低了工人的勞動強度，且加工完成的質(zhì)量優(yōu)于普通的機器。
焊接機器人分為工廠使用的機器人及現(xiàn)場焊接機器人。工廠機器人目前在一些大型的鋼結(jié)構(gòu)加工廠均已廣泛使用，且根據(jù)不同的加工需求廠家進行不斷的研發(fā)。現(xiàn)場焊接由于外界影響因素比較多，研制開發(fā)的難度較大。豐臺站重點對鋼管柱對接部位大量的水平橫縫機器人焊接進行了研究，實現(xiàn)了水平橫縫的機器人焊接。機器人焊接可以大大降低工人的操作環(huán)境，減少工人高空作業(yè)的風(fēng)險，焊接質(zhì)量和外形相對可控。
施工現(xiàn)場機器人的開發(fā)應(yīng)用適用于工程量較大、重復(fù)性工作比較多、危險性較大的項目。目前在建工集團的其他車站，也應(yīng)用了相對多的機器人，例如鋪磚機器人、掃地機器人、抹灰機器人等等。
▲北京豐臺站施工過程
記者：您如何看待鋼結(jié)構(gòu)在中國高鐵建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展前景？
許慧：鋼結(jié)構(gòu)是新型節(jié)能環(huán)保的建筑體系，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強度高、質(zhì)量小的特點，可以實現(xiàn)跨度大、負荷大的結(jié)構(gòu)體系，且具有良好的抗震性能。鋼結(jié)構(gòu)工程工廠化和裝配化率比較高，施工周期相較混凝土結(jié)構(gòu)短，且隱蔽工程較少，質(zhì)量檢測比較直觀。在后續(xù)的高鐵建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)的這些優(yōu)點必然會使鋼結(jié)構(gòu)在大型高鐵站房和其他站房屋面結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。為了進一步提高施工質(zhì)量，應(yīng)該進一步引導(dǎo)相關(guān)設(shè)計單位在條件允許的情況下，多采用螺栓連接，少采用焊接連接，提高施工效率，降低工人勞動強度，優(yōu)化工作環(huán)境。中國鋼結(jié)構(gòu)制造和加工技術(shù)目前來說應(yīng)該已經(jīng)處于國際領(lǐng)先階段，但是鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火技術(shù)受各種因素制約并未引起廣大專家和質(zhì)量管理機構(gòu)的高度重視，相比較國外項目，質(zhì)量及耐久性都有較大的提升空間。從價值工程角度來講，高鐵建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火的質(zhì)量提升空間較大。
▲7月4日的豐臺站。（顧學(xué)超 攝影）
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8000多噸橋梁鋼用“山鋼造”
用于北京豐臺站8000多噸的橋梁鋼，是日照公司4300mm產(chǎn)線投產(chǎn)后的首單高端高質(zhì)量等級橋梁鋼。
2019年1月，正值日照公司4300mm產(chǎn)線投產(chǎn)伊始。營銷總公司接到客戶詢單，重點問詢?nèi)照展镜漠a(chǎn)品性能穩(wěn)定性、低內(nèi)應(yīng)力以及抗層狀撕裂能力等問題。
接到消息，日照公司科技質(zhì)量中心研發(fā)人員迅速與營銷人員一起到施工現(xiàn)場進行產(chǎn)品推薦交流。當(dāng)?shù)弥獌蓚€月需要交付8000多噸Q370qE鋼板，用于車站主體結(jié)構(gòu)件的建設(shè)時，研發(fā)人員心里犯了嘀咕：產(chǎn)線剛剛投產(chǎn)，產(chǎn)品各項性能還都在調(diào)試中；而訂單產(chǎn)品要求如此之高，研發(fā)難度大，能行嗎......
兩個月交付8000噸高端產(chǎn)品，這對一條還在調(diào)試期的產(chǎn)線來說確實“壓力山大”。為確保調(diào)試期性能穩(wěn)定性，技術(shù)人員全部在現(xiàn)場跟蹤，哪項工藝生產(chǎn)實績出了大幅度波動，就馬上根據(jù)波動情況將后面工序的工藝參數(shù)進行調(diào)整；為保障鋼板低內(nèi)應(yīng)力，使鋼板在較高的溫度下進行冷床堆垛緩冷，專門組織行車把鋼板吊下......面對這些難度大、損耗大的困難，技術(shù)人員穩(wěn)扎穩(wěn)打，確保每一個環(huán)節(jié)都順利進行。
北京豐臺站是國內(nèi)首座采用高鐵、普鐵雙層車場重疊設(shè)計的特大型車站，形成了“頂層高鐵、地面普鐵、地下地鐵”的立體交通模式，在改擴建項目中，對建設(shè)材料提出了更高、更嚴苛的要求。
日照公司憑借深厚的技術(shù)儲備，精細的現(xiàn)場管控，關(guān)注每一個生產(chǎn)細節(jié)和參數(shù)，陸續(xù)攻克TMCP工藝下低內(nèi)應(yīng)力、產(chǎn)品高性能均勻穩(wěn)定、低屈強比等難題，快速開發(fā)出適用于豐臺火車站的“VIP”產(chǎn)品，并在短期內(nèi)實現(xiàn)了工業(yè)化批量生產(chǎn)，且鋼板綜合性能穩(wěn)定、優(yōu)異。
敬業(yè)鋼鐵見證亞洲最大鐵路樞紐崛起
改建后的北京豐臺站是亞洲最大鐵路樞紐客站，敬業(yè)鋼鐵10萬余噸重點工程專用螺紋鋼發(fā)至北京，見證亞洲最大鐵路樞紐的崛起！
豐臺站始建于1895年，隨著首都城市建設(shè)和鐵路的快速發(fā)展，至2010年運輸業(yè)務(wù)全部停辦，改建后的北京豐臺站站房建筑面積約40萬平方米，相當(dāng)于兩個半故宮建筑規(guī)模，造型呈獨特“中”字形，外觀取“筑臺建城”之意，采用特殊結(jié)構(gòu)和材料，可以有效減震、降低噪音。
2019年1月29日，敬業(yè)鋼鐵有限公司的“敬業(yè)藍”螺紋鋼成功應(yīng)用到北京豐臺站項目。在工程建設(shè)中，“敬業(yè)藍”憑著過硬的產(chǎn)品質(zhì)量與優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，在北京豐臺站項目使用量10萬余噸，受到了施工方及相關(guān)人員極大認可。
敬業(yè)鋼鐵致力于打造全球最具競爭優(yōu)勢的鋼鐵營銷模式和受人尊敬的一流品牌，提供螺紋鋼一站式加工配送服務(wù)方案。
“敬業(yè)藍”加礬不生銹螺紋鋼、產(chǎn)線多、規(guī)格全、質(zhì)量好、發(fā)貨快。在全球22個國家設(shè)立分公司和辦事機構(gòu)，產(chǎn)品出口到80多個國家和地區(qū)，應(yīng)用于北京大興國際機場、世博會中國館、三峽工程、南水北調(diào)、石家莊地鐵、呼市地鐵、雄安市民服務(wù)中心、文萊跨海大橋等國內(nèi)外重點項目工程建設(shè)中。敬業(yè)鋼鐵還參與了北京大興國際機場這一重大工程的建成投運，為提升我國民航國際競爭力、推動京津冀協(xié)同發(fā)展貢獻了力量。
