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(shí)26分，隨著(zhù)北京豐臺站首發(fā)G601次列車(chē)，127歲的豐臺站以嶄新面貌迎接八方來(lái)客。亞洲最大鐵路樞紐客站，首都重要鐵路門(mén)戶(hù)樞紐——北京豐臺站正式開(kāi)通運營(yíng)。
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(wàn)平方米，站場(chǎng)規模為17臺32線(xiàn)，每小時(shí)最高可容納14000人同時(shí)候車(chē)。豐臺站是亞洲最大的鐵路樞紐客站，也是中國國內首個(gè)普速、高速雙層車(chē)場(chǎng)站型布置的大型現代化鐵路車(chē)站。豐臺站設計最大的特點(diǎn)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(chē)場(chǎng)布局設計為旅客實(shí)現“無(wú)縫”換乘城市交通。
▲北京豐臺站高鐵站臺
▲北京豐臺站側立面
▲北京豐臺站進(jìn)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(shí)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(chē)G601?？控S臺站32站臺，等待出發(fā)。
在見(jiàn)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(zhù)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(zhuān)訪(fǎng)，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(gè)豐臺站的建設大約用鋼多少?lài)?？主要使用了哪些品種的鋼材？發(fā)揮了什么作用？
許慧：豐臺站為勁性結構，承擔列車(chē)通過(guò)的荷載。從基礎開(kāi)始即為鋼結構與混凝土結構相交叉實(shí)施。主要的鋼構件的形式為田字型、九宮格矩形鋼柱、十字箱形鋼柱、焊接H型鋼梁、箱型鋼梁、屈曲支撐結構及箱型+鋼管組合桁架。鋼結構總用鋼量超過(guò)19萬(wàn)噸，鋼筋用量為14萬(wàn)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(chē)與高鐵列車(chē)候車(chē)區劃分
▲北京市地下軌道交通與北京豐臺站無(wú)縫銜接
記者：鋼結構在豐臺站建設中的使用情況如何？與其他高鐵車(chē)站相比，有什么特點(diǎn)？
許慧：鋼結構在豐臺站結構中全面應用，鋼管柱從基礎階段即預埋在滿(mǎn)堂基礎的柱坑內，每一層結構也是鋼與混凝土結合的結構，屋面為箱型+鋼管組合桁架。
與其他高鐵站相比，最大的特點(diǎn)就是由于雙層車(chē)場(chǎng)而形成的復雜結構，柱網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸為21.5m×20.5m，柱網(wǎng)比較密，結構尺寸比較大，最大的九宮格柱截面為4550×2000mm，常規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、結構層數多是本項目的最大特點(diǎn)，整個(gè)結構東西長(cháng)572m，南北寬346m，從下至上分布有-11.5m地下室、0m南北進(jìn)站廳及普速站臺、10m高架候車(chē)層、19m高速出站廳、23m高速站臺層、31m上部屋蓋結構以及四角樓多層結構等。結構最大高度約36.5m。受鐵路既有線(xiàn)和南側在建16號線(xiàn)影響，站房被分為三期建設。地鐵深度達-23m，地鐵與站房同期開(kāi)工建設，兩家施工單位施工交叉影響大，且地鐵與國鐵的結構柱共構，施工組織、結構定位難度大。
鋼結構構件從基礎開(kāi)始，且截面較大，需要與混凝土結構共同作用共同實(shí)施，造成結構施工組織難度大，在組織時(shí)要綜合考慮鋼與混凝土結構的穿插進(jìn)行，必要時(shí)期會(huì )有分部工程的施工空窗期。工程實(shí)體的實(shí)施難度也超過(guò)常規的大型車(chē)站：勁性混凝土梁截面大，節點(diǎn)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構的密實(shí)。
▲豐臺站設有32條到達出發(fā)線(xiàn)，32個(gè)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(chē)層的噪音和振動(dòng)問(wèn)題在結構設計或材料應用上如何解決？
許慧：豐臺站在結構設計期間，進(jìn)行了多次專(zhuān)家論證與研討，充分考慮結構安全及減震，結構采用鋼管混凝土柱+鋼骨梁結構，柱與梁的截面相對較大，樓板厚度為500mm，結構的剛度較大，根本上確保了軌道層的穩定。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(chē)層頂板，噴涂80mm厚無(wú)機纖維進(jìn)行保溫吸音。高速車(chē)場(chǎng)、南北進(jìn)站大廳、中央光庭均采用穿孔鋁板進(jìn)行降噪。
▲候車(chē)區域吊頂藻井造型
記者：我們看到豐臺站建設過(guò)程中采用了鋼結構全生命周期管理平臺，請您簡(jiǎn)單介紹一下相關(guān)應用情況和未來(lái)發(fā)展前景。
許慧：針對豐臺站鋼結構總用鋼量大，施工穿插管理難度高等特點(diǎn)，中國中鐵建工集團自主開(kāi)發(fā)了基于BIM+GIS的鋼結構全生命周期管理平臺，覆蓋從設計、制造到施工、運維等6個(gè)階段16個(gè)環(huán)節的管理。實(shí)現了鋼結構的全過(guò)程可追溯及信息化、數字化管理，提高了管理效率、提升了安全、質(zhì)量及進(jìn)度的管控能力。
目前，這個(gè)鋼結構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(jìn)行應用。在開(kāi)發(fā)時(shí)我們就注重了平臺的通用性，可以根據不同工程的特點(diǎn)進(jìn)行相應的調整和完善。信息化管理是后期管理的一種趨勢，這個(gè)管控平臺有著(zhù)廣泛的應用前景。
▲2018年9月1日，北京豐臺站站房工程開(kāi)工建設
▲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主體結構封頂
▲2021年5月28日，北京豐臺站主體結構全面封頂
記者：豐臺站施工采用了大量的智能自動(dòng)鋼筋剪切機器人、鋼結構自動(dòng)焊接機器人等智能機器人應用，這種施工方式較人工施工有什么優(yōu)勢？未來(lái)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(dòng)化加工場(chǎng)，不僅應用了鋼筋自動(dòng)剪切機器、還應用了高效的彎箍機、直螺紋加工機等等，提升了施工效率，降低了工人的勞動(dòng)強度，且加工完成的質(zhì)量?jì)?yōu)于普通的機器。
焊接機器人分為工廠(chǎng)使用的機器人及現場(chǎng)焊接機器人。工廠(chǎng)機器人目前在一些大型的鋼結構加工廠(chǎng)均已廣泛使用，且根據不同的加工需求廠(chǎng)家進(jìn)行不斷的研發(fā)?，F場(chǎng)焊接由于外界影響因素比較多，研制開(kāi)發(fā)的難度較大。豐臺站重點(diǎn)對鋼管柱對接部位大量的水平橫縫機器人焊接進(jìn)行了研究，實(shí)現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。
施工現場(chǎng)機器人的開(kāi)發(fā)應用適用于工程量較大、重復性工作比較多、危險性較大的項目。目前在建工集團的其他車(chē)站，也應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(guò)程
記者：您如何看待鋼結構在中國高鐵建設領(lǐng)域的發(fā)展前景？
許慧：鋼結構是新型節能環(huán)保的建筑體系，鋼結構建筑具有強度高、質(zhì)量小的特點(diǎn)，可以實(shí)現跨度大、負荷大的結構體系，且具有良好的抗震性能。鋼結構工程工廠(chǎng)化和裝配化率比較高，施工周期相較混凝土結構短，且隱蔽工程較少，質(zhì)量檢測比較直觀(guān)。在后續的高鐵建設中，鋼結構的這些優(yōu)點(diǎn)必然會(huì )使鋼結構在大型高鐵站房和其他站房屋面結構中得到廣泛的應用。為了進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，應該進(jìn)一步引導相關(guān)設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(dòng)強度，優(yōu)化工作環(huán)境。中國鋼結構制造和加工技術(shù)目前來(lái)說(shuō)應該已經(jīng)處于國際領(lǐng)先階段，但是鋼結構的防腐和防火技術(shù)受各種因素制約并未引起廣大專(zhuān)家和質(zhì)量管理機構的高度重視，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(jià)值工程角度來(lái)講，高鐵建筑鋼結構的防腐和防火的質(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(xiàn)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(xiàn)投產(chǎn)伊始。營(yíng)銷(xiāo)總公司接到客戶(hù)詢(xún)單，重點(diǎn)問(wèn)詢(xún)日照公司的產(chǎn)品性能穩定性、低內應力以及抗層狀撕裂能力等問(wèn)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(yíng)銷(xiāo)人員一起到施工現場(chǎng)進(jìn)行產(chǎn)品推薦交流。當得知兩個(gè)月需要交付8000多噸Q370qE鋼板，用于車(chē)站主體結構件的建設時(shí)，研發(fā)人員心里犯了嘀咕：產(chǎn)線(xiàn)剛剛投產(chǎn)，產(chǎn)品各項性能還都在調試中；而訂單產(chǎn)品要求如此之高，研發(fā)難度大，能行嗎......
兩個(gè)月交付8000噸高端產(chǎn)品，這對一條還在調試期的產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)確實(shí)“壓力山大”。為確保調試期性能穩定性，技術(shù)人員全部在現場(chǎng)跟蹤，哪項工藝生產(chǎn)實(shí)績(jì)出了大幅度波動(dòng)，就馬上根據波動(dòng)情況將后面工序的工藝參數進(jìn)行調整；為保障鋼板低內應力，使鋼板在較高的溫度下進(jìn)行冷床堆垛緩冷，專(zhuān)門(mén)組織行車(chē)把鋼板吊下......面對這些難度大、損耗大的困難，技術(shù)人員穩扎穩打，確保每一個(gè)環(huán)節都順利進(jìn)行。
北京豐臺站是國內首座采用高鐵、普鐵雙層車(chē)場(chǎng)重疊設計的特大型車(chē)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，精細的現場(chǎng)管控，關(guān)注每一個(gè)生產(chǎn)細節和參數，陸續攻克TMCP工藝下低內應力、產(chǎn)品高性能均勻穩定、低屈強比等難題，快速開(kāi)發(fā)出適用于豐臺火車(chē)站的“VIP”產(chǎn)品，并在短期內實(shí)現了工業(yè)化批量生產(chǎn)，且鋼板綜合性能穩定、優(yōu)異。
敬業(yè)鋼鐵見(jiàn)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(wàn)余噸重點(diǎn)工程專(zhuān)用螺紋鋼發(fā)至北京，見(jiàn)證亞洲最大鐵路樞紐的崛起！
豐臺站始建于1895年，隨著(zhù)首都城市建設和鐵路的快速發(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(wàn)平方米，相當于兩個(gè)半故宮建筑規模，造型呈獨特“中”字形，外觀(guān)取“筑臺建城”之意，采用特殊結構和材料，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”螺紋鋼成功應用到北京豐臺站項目。在工程建設中，“敬業(yè)藍”憑著(zhù)過(guò)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(wàn)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(yíng)銷(xiāo)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(xiàn)多、規格全、質(zhì)量好、發(fā)貨快。在全球22個(gè)國家設立分公司和辦事機構，產(chǎn)品出口到80多個(gè)國家和地區，應用于北京大興國際機場(chǎng)、世博會(huì )中國館、三峽工程、南水北調、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外重點(diǎn)項目工程建設中。敬業(yè)鋼鐵還參與了北京大興國際機場(chǎng)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(dòng)京津冀協(xié)同發(fā)展貢獻了力量。
