铁道运营技术 第１３卷第３期 Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．３ ２００ ７年７月 Ｒａｉｌｗａｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｊｕｌｙ．２００７ 拱形波纹钢屋盖在铁路房建中的应用 彭江陵 （中铁建柳州勘测设计院，工程师，广西 柳州 ５４５００７） 摘要：通过归纳在铁路房屋建设中拱形波纹钢屋盖的应用经验，提出了在设计上应重视基础抗倾覆、排 架柱变形、天沟梁设计、屋面洞口开设等４个问题，在安装上应重视连接节点防护、屋顶吊装组 织等２个问题，以保证良好的应用效果。 关键词：拱形波纹钢屋盖；茂名站粮食仓库；设计；施工 中图分类号：ＴＵ３９２．５；ＴＵ７５８．１ １ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—８６８６（２００７）０３—００３８—０２ 拱形波纹钢屋盖是近年来得到迅速推广的一 仓库长度方向在两边均布置有４ ｍ跨悬挑雨棚，总 种新型空间结构，它以自重轻，施工速度快，造型美 建筑面积３ ４１９ ｍ。。茂名地区是沿海地区，每年都有 观，可跨越空间能力大，以及单位造价越来越经济 强台风和暴雨袭击，因此在设计中必须考虑风雨等 等优势而受到市场的青睐。由于这种屋盖结构的工 活荷载引起的各种复杂的受力组合情况。通过归纳 期优势尤为明显，受铁路运输的干扰和影响又很 拱形波纹钢屋盖在这个项目上和其它项目上的应用 小，在铁路货场仓库、活动场馆、机车整备棚等项目 经验，总结出在设计中要特别注意验算和处理好４ 上常有采用。茂名站东货场粮食仓库就采用了这种 个重要问题。 拱形波纹钢屋盖结构。如何针对波纹钢屋盖结构的 技术特点，在设计和施工安装中正确应用，是采用 ２．１ 满足基础抗倾覆要求 拱形波纹钢屋盖的恒 它的工程技术人员所必须掌握的。 载在柱顶产生的水平推力和竖向压力两者大小差不 多相等。基础的倾覆力矩是柱顶水平推力与柱顶至 １ 技术特点 基底距离的乘积，基础抗倾覆力矩是竖向压力加上 基础自重与基础重心至倾覆边缘距离的乘积。显然 拱形波纹钢屋盖结构应用折板理沦，采用专门 前者的距离一般比后者要大得多，故要使基础的抗 的成型机组将符合现行国家标准的彩钢板压制成 倾覆力矩大于倾覆力矩，则必须取比较大和比较重 具有折皱波纹的矩形或梯形单元弧形钢槽板，各单 的基础才能满足。而在常规的房屋基础设计中是很 元弧形钢槽板经锁缝连接并安装就位形成屋盖结 少会考虑基础的倾覆问题的。 构来承担自重及作用在屋面的风、雪和积灰等各种 为消除屋面拱顶的水平推力的作用，设计者常 荷载…。 见的做法是在屋盖下部的柱顶设置水平拉索来抵消 拱形波纹钢屋盖自身刚度较小且为双曲构型， 水平推力，然后就不再考虑基础倾覆问题了。这种做 可不考虑温度效应；同时拱形波纹钢屋盖自重较 法在风压比较小的地区是可以的，但是在风压大的 轻，地震作用亦可不予考虑。风荷载和雪荷载是对 地区如湛江、茂名、海南、北海等地区，还须考虑风荷 这种结构影响最大的活荷载，这２种活荷载所产生 载作用来验算。因为由风荷载产生的吸力可能会大 的荷载效应甚至会超过恒载效应 ］。 于屋顶自重，从而对柱顶产生与自重引起的水平推 力反方向的力，而水平拉索是无法平衡这反方向的 ２设计中的重要问题 力的，所以同样要进行基础倾覆验算。 茂名站东货场粮食仓库长１７８ ｍ，跨度１５ ｍ，沿 ２．２ 注意验算排架柱的变形 排架柱柱顶受有水 拱形波纹钢屋盖在铁路房建中的应用 平力，而拱形波纹钢屋盖对柱顶的约束很小，其在排 架方向一般按悬臂柱来计算分析。悬臂柱在水平推 ３．１ 连接角钢和螺栓的防护 自攻螺栓或螺钉通 过通长连接角钢将拱形波纹钢屋盖与下部排架结构 相连，通长连接角钢固定在天沟梁的预埋铁件上。螺 栓和连接角钢的连接节点是保证屋盖与下部结构整 体协同工作的关键。而这部分因直接暴露在外部环 力作用下的柱顶变形与高度的立方成正比，一个很 小的力就可能产生很大的变形。也就是说，即使柱子 配筋满足要求，但变形却会远远大于规范要求，这是 常规设计不会重视的问题。如果按常规设计思路，只 境极易受到腐蚀。因此，防护好通长连接角钢和预埋 计算柱底各方向的弯矩和剪力大小并以此来控制柱 件的连接以及连接螺栓是施工质量控制的重点。 的配筋的话，就会由于柱顶变形过大不能通过验收。 特别是当设计者为加大使用净空充分利用拱顶上部 ３．２防止屋盖单元板吊装变形拱形波纹钢屋盖 空间而不在柱顶设拉索时，一般需要很大的柱截面 单元板是开口的薄壁构件，吊装点没取好极易发生 来保证变形要求。 弯扭失稳，导致屋盖单元板变形过大，造成安装困 难。一般先在地面将３块单元板咬合成组合单元板， ２．３合理设计屋面天沟梁 支承拱形波纹钢屋盖 以组合单元板重心为吊装中心采取对称吊装方案吊 的排架柱顶的天沟梁受力是很复杂的，竖向有自重 装，跨度大时还应进行跨度方向吊装设计验算。还有 和屋顶传来的竖向线性均布力，水平方向有屋顶传 就是在柱顶设计加有拉索时，吊装时一定要先安装 来的水平线性均布推力，还有天沟部分产生的扭矩 拉索后吊装屋面板。如果起重机必须在跨中走行，吊 作用。设计中应考虑各种受力组合，选择合适的截 装时就要逐根安装拉索然后逐块吊装组合单元板。 面，并满足相应的配筋要求。 否则可能由于排架柱不能抵抗屋面板的推力而出现 倒塌或大的变形等事故。 ２．４正确设置采光带 拱形波纹钢屋盖与普通钢 结构彩瓦屋面不同，它通过钢板折曲后所具有的刚 ４结束语 度来实现结构的跨越，没有檩条和钢架来支撑屋面 的自重。因此，如果在屋面随意开设采光天窗和洞 茂名站东货场粮食仓库于２００４年初竣工，至今 口，就会严重削弱屋面自身的刚度，就会造成结构自 已经受了多次台风和暴雨的袭击都完好无损。这些 身失稳而坍塌。故正确做法可以是沿房屋的跨度方 年在铁路房屋建设中采用了拱形波纹钢屋盖结构的 向设置通长采光带而不是采光口，采光带的两边与 项目也都取得了良好的效益。这充分显示出其在铁 槽板的肋部连成整体，以利于防水。 路房屋建设应用上的广阔前景。实践证明采用拱形 波纹钢屋盖结构的房屋，只要掌握好它自身的技术 ３施工中的重要问题 特点，慎重对待设计和施工中应注意的事项，就可以 避免相应质量事故的发生，并为该结构在铁路房屋 拱形波纹钢屋盖安装是在下部排架结构及相应 建设上的推广应用提供质量保证。 预埋件施工完成后，用起重机吊装到天沟梁上就位， 参考文献： 然后用自攻螺栓或螺钉连接固定。为保证施工过程 ［１ ＪＣＥＣＳ一１６７：２００４，拱形波纹钢屋盖结构技术规程（试用） 的安全和结构的耐久性，施工中应处理好２个问题。 ［Ｓ］． （上接第３７页） 出版社。１９９９．１２６３—１２６４． 良好的基础。同时，采用军用梁架设天桥大梁底模， ￣２ ＪＧＢ５００１７—２ｏ０３，钢结构设计规范（２ｏ０３年版）［Ｓ］． 对提高模板刚度，防止支撑系统产生不均匀沉降， ［３］王壮飞，等．简明建筑施工手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 保证工程结构质量也有明显效果。 版社，１９９７．９７９—９８２． 参考文献： ［１］张之强，等．公路施工手册：桥涵／下册［Ｍ］．北京：人民交通 ３９
