劉忠海

（中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司，北京100844）

1 概述

鐵路客站無(wú)站臺(tái)柱雨棚（下簡(jiǎn)稱“無(wú)柱雨棚”）在高鐵客站中廣泛采用。無(wú)柱雨棚以其高大宏偉的形象極大地提升了鐵路客站品質(zhì)，營(yíng)造出寬敞、通視的站臺(tái)層乘車環(huán)境，較好地改善了旅客出行體驗(yàn)，有利于塑造中國(guó)高鐵的良好形象。但是，從應(yīng)用于鐵路客站的近二十年的實(shí)踐看，無(wú)柱雨棚在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的安全隱患，影響鐵路運(yùn)輸。通過(guò)維護(hù)活動(dòng)降低和消除無(wú)柱雨棚安全風(fēng)險(xiǎn)十分必要，確定合理的無(wú)柱雨棚維護(hù)策略十分重要。

2 無(wú)柱雨棚的主要安全隱患

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)零件脫落

屋面板、吊頂板、封檐板、伸縮縫蓋板、金屬壓條、落水管、施工遺留物等零件在大風(fēng)、振動(dòng)等外力作用下脫落，或者因材料老化、腐蝕等原因自然脫落。脫落零件侵入線路造成列車停車、擊打車體、卷入列車走行部。脫落零件接近或搭接接觸網(wǎng)，造成接觸網(wǎng)短路跳閘、接觸網(wǎng)和承力索斷線。零件脫落到站臺(tái)上造成旅客人身傷害。

2.2 雨水系統(tǒng)漏水結(jié)冰

位于接觸網(wǎng)上方的屋面天溝破損或落水管堵塞等原因造成天溝漏水，水流形成連續(xù)狀態(tài)，連接接觸網(wǎng)造成接觸網(wǎng)放電。北方地區(qū)冬季雨雪凍融交替，漏水部位形成冰掛，脫落擊打列車。

2.3 銹蝕

投入運(yùn)營(yíng)的鐵路無(wú)柱雨棚鋼結(jié)構(gòu)存在較多的銹蝕，銹蝕部位主要是立柱、桁架等外露部分的構(gòu)件。銹蝕一方面影響鐵路客站形象，另一方面會(huì)削弱鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件特別是輕薄構(gòu)件的強(qiáng)度，形成結(jié)構(gòu)的或者二次結(jié)構(gòu)的失效問(wèn)題。

2.4 主體結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題

在地震、雪壓、大風(fēng)、火災(zāi)、振動(dòng)、腐蝕環(huán)境等作用下，主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在缺陷或薄弱的部位可能首先出現(xiàn)局部的破壞。局部的破壞進(jìn)一步擴(kuò)大引發(fā)更大的破壞。需要特別指出的是，無(wú)柱雨棚作為建筑物，其自身的主體結(jié)構(gòu)安全是十分重要的，理應(yīng)作為主要安全隱患來(lái)對(duì)待。但是，因?yàn)橹黧w結(jié)構(gòu)安全在法律層面、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范層面、實(shí)施層面都具有較高的保障程度，在不發(fā)生超出預(yù)期的荷載作用的情況下，主體結(jié)構(gòu)失效的概率是比較低的。

3 無(wú)柱雨棚主要安全隱患成因分析

3.1 內(nèi)部原因

3.1.1 無(wú)柱雨棚跨越鐵路上方

對(duì)于一般的鋼結(jié)構(gòu)建筑，構(gòu)件脫落不作為重要的安全風(fēng)險(xiǎn)看待。對(duì)于跨越鐵路上方的無(wú)柱雨棚，構(gòu)件脫落會(huì)直接導(dǎo)致鐵路行車事故，脫落隱患上升為主要的安全風(fēng)險(xiǎn)。建設(shè)階段質(zhì)量卡控標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向與這一實(shí)際不相適應(yīng)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工驗(yàn)收僅按一般的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行要求，沒(méi)有給予更加嚴(yán)格的規(guī)定。應(yīng)當(dāng)針對(duì)線路上方可能影響行車安全的零部件規(guī)定更加嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 無(wú)柱雨棚是公共建筑

鐵路客站是重要公共設(shè)施，人流密集，社會(huì)關(guān)注度高。無(wú)柱雨棚的病害隱患會(huì)造成旅客人身傷害的公共事件，同時(shí)影響鐵路服務(wù)形象。也就是說(shuō)，對(duì)于一般建筑可以不作為風(fēng)險(xiǎn)管控點(diǎn)的，對(duì)于無(wú)柱雨棚可能是管控的重點(diǎn)。

3.1.3 無(wú)柱雨棚圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接材料的耐久性不高

無(wú)柱雨棚的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括屋面、吊頂、封檐及其支撐和連接構(gòu)件。無(wú)柱雨棚圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接采用的主要材料有結(jié)構(gòu)膠、自攻螺絲、鉚釘、方鋼、角鋼等。結(jié)構(gòu)膠在室外環(huán)境下會(huì)不斷老化，密封性能和粘合性能下降。自攻螺絲、鉚釘?shù)尼斂捉佑|面因?yàn)殂@孔時(shí)防腐層破壞，容易生銹，鉆孔逐漸擴(kuò)大，或者受到振動(dòng)作用釘孔逐漸擴(kuò)大，最終導(dǎo)致自攻螺絲和鉚釘咬合性能下降甚至失效。方鋼、角鋼在焊口部位容易產(chǎn)生銹蝕，逐步擴(kuò)大，降低桿件強(qiáng)度。圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接材料的耐久性與主體結(jié)構(gòu)相比差距較大，不均衡，在無(wú)柱雨棚的全壽命周期內(nèi)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)必然存在若干失效過(guò)程。中國(guó)無(wú)柱雨棚多集中建成于“十二五”時(shí)期，圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接材料失效問(wèn)題有較大規(guī)模集中發(fā)生的可能性，對(duì)運(yùn)輸造成較大干擾，屆時(shí)整治修復(fù)壓力較大。

3.1.4 其他因素

如鋼結(jié)構(gòu)立柱防火涂層在室外環(huán)境下的適用性問(wèn)題，雨水系統(tǒng)在嚴(yán)寒氣候下的適用性問(wèn)題，客觀條件造成的不同程度的設(shè)計(jì)和施工缺陷問(wèn)題等。

3.2 外部原因

外部原因主要有如下幾個(gè)方面：①大風(fēng)、雨雪等天氣誘發(fā)性能下降的零件失效、破壞、脫落；②列車運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)能夠形成疲勞性破壞，列車風(fēng)誘發(fā)零件失效、脫落；③沿海地區(qū)、工礦重污染區(qū)環(huán)境腐蝕性強(qiáng)，加速鋼結(jié)構(gòu)破壞。

4 當(dāng)前無(wú)柱雨棚維護(hù)存在的困難

4.1 維護(hù)技術(shù)不成熟

無(wú)柱雨棚是中國(guó)高鐵發(fā)展過(guò)程中的重要?jiǎng)?chuàng)新成果，在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)生和應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，需要在實(shí)踐中不斷完善。相應(yīng)地，相關(guān)維護(hù)技術(shù)也需要不斷創(chuàng)新和完善。維護(hù)部門對(duì)于無(wú)柱雨棚的認(rèn)識(shí)和理解也需要一個(gè)過(guò)程。目前尚未形成無(wú)柱雨棚維護(hù)的全套技術(shù)體系，維護(hù)活動(dòng)缺乏技術(shù)遵循和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，維護(hù)效果和質(zhì)量難以管控。

不少無(wú)柱雨棚設(shè)置了健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但運(yùn)用效果不理想。一方面無(wú)柱雨棚健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在建設(shè)和驗(yàn)收過(guò)程缺乏系統(tǒng)的、專業(yè)的評(píng)估和監(jiān)督，不同的無(wú)柱雨棚健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能和效用水平不一；另一方面，維護(hù)部門對(duì)于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)還有待加深，管理應(yīng)用相關(guān)制度還不健全，相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備還需要一定的時(shí)間。

無(wú)柱雨棚零小維護(hù)性涂裝尚未開展，零小維護(hù)性涂裝可行性和實(shí)施方案尚無(wú)成熟的驗(yàn)證過(guò)程。什么條件下可進(jìn)行重新涂裝，什么條件下必須實(shí)施維護(hù)性涂裝，尚無(wú)管理規(guī)則。“小病不治，釀成大病”、大修列支缺乏技術(shù)依據(jù)等問(wèn)題在無(wú)柱雨棚鋼結(jié)構(gòu)涂裝維護(hù)上比較突出。

對(duì)處于隱蔽部位的圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接件狀態(tài)不掌握。缺乏隱蔽部位檢查鑒定的技術(shù)方案或工作標(biāo)準(zhǔn)。為防止不良后果發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在構(gòu)件達(dá)到一定的損耗時(shí)實(shí)施預(yù)防性維修。應(yīng)當(dāng)達(dá)到的損耗程度就是維修標(biāo)準(zhǔn)，是維修整治項(xiàng)目立項(xiàng)的依據(jù)。構(gòu)件技術(shù)狀態(tài)不掌握，又無(wú)維修標(biāo)準(zhǔn)，申報(bào)的相關(guān)整治項(xiàng)目難以立項(xiàng)，隱患進(jìn)一步擴(kuò)大，陷入惡性循環(huán)。

曾提出委托具備專業(yè)資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果立項(xiàng)維修。有以下三方面困難：①達(dá)到什么樣的條件可以委托專業(yè)機(jī)構(gòu)實(shí)施檢測(cè)鑒定，尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)；②委托檢測(cè)鑒定哪些內(nèi)容，遵循什么標(biāo)準(zhǔn)，怎樣具有針對(duì)性、有效性，本身就是一個(gè)值得研究的問(wèn)題，要避免盲目委托；③受委托單位的工作質(zhì)量如何，鐵路企業(yè)內(nèi)部缺乏評(píng)價(jià)的能力和驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 維護(hù)活動(dòng)受列車運(yùn)行限制

對(duì)于一般的鋼結(jié)構(gòu)建筑，維護(hù)活動(dòng)不受限制，能夠及時(shí)消除隱患和風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于無(wú)柱雨棚，因?yàn)榭缭借F路上方，維護(hù)活動(dòng)必須在維修天窗時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，天窗時(shí)間多數(shù)在夜間，光線較差，一般在2 h以內(nèi)，時(shí)間較短，維護(hù)活動(dòng)受到較大限制，風(fēng)險(xiǎn)隱患難以及時(shí)消除，風(fēng)險(xiǎn)隱患的積累效應(yīng)凸顯。

4.3 維護(hù)成本壓力大

無(wú)柱雨棚是站場(chǎng)設(shè)施，屬于客運(yùn)技術(shù)設(shè)備，直接服務(wù)鐵路運(yùn)輸，對(duì)于行車安全和客運(yùn)服務(wù)的影響是直接的、重大的，其成本保障應(yīng)當(dāng)區(qū)別于其他間接為運(yùn)輸生產(chǎn)提供服務(wù)的房屋建筑物。根據(jù)鐵路《運(yùn)輸成本費(fèi)用管理核算規(guī)則》，無(wú)柱雨棚統(tǒng)一劃入房屋建筑物，維修成本一律列入了“房屋建筑物維修”的間接生產(chǎn)費(fèi)科目。比較不同類型的站臺(tái)雨棚，無(wú)柱雨棚維修成本明顯偏高，對(duì)經(jīng)營(yíng)效益產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致無(wú)柱雨棚維修支出決策難度大。

5 無(wú)柱雨棚的維護(hù)策略

5.1 建設(shè)階段

建設(shè)階段應(yīng)做到以下幾個(gè)方面：①立項(xiàng)階段綜合考慮新建線路當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和線路運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益，是否能夠承受無(wú)柱雨棚后期維護(hù)成本，開展必要的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，慎重立項(xiàng)。②針對(duì)影響行車安全的部位，提高設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)，確保高可靠性、高耐久性，更加簡(jiǎn)統(tǒng)化。③注重吸收運(yùn)營(yíng)階段經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。④接管單位強(qiáng)化提前介入工作，制定接管標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)中的不足，必保影響行車安全部位質(zhì)量達(dá)標(biāo)。開通前，開展全面檢查評(píng)定，排查出存在缺陷，針對(duì)性整改。⑤完善圖紙資料，建立電子圖紙，隱蔽部位拍攝施工工藝視頻，建立BIM模型。

5.2 運(yùn)營(yíng)階段

運(yùn)營(yíng)階段應(yīng)做到以下幾個(gè)方面：①以圍護(hù)結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，實(shí)施預(yù)防性維修，提升設(shè)備本質(zhì)安全。維修過(guò)程注重吸收最新的無(wú)柱雨棚設(shè)計(jì)成果，對(duì)早期不合理的部件逐步升級(jí)、優(yōu)化和改造。②對(duì)于早期無(wú)柱雨棚，對(duì)照?qǐng)D紙開展一次細(xì)致核查，查清所有與設(shè)計(jì)不一致的缺陷。③重視健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用和維護(hù)，特別要理清背后的安全責(zé)任。發(fā)展圍護(hù)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)。④開展圍護(hù)結(jié)構(gòu)零件脫離破壞機(jī)理研究，構(gòu)建微觀力學(xué)模型，大量分析實(shí)際案例，尋找破壞規(guī)律，為預(yù)防性維修和精準(zhǔn)維修提供依據(jù)。⑤構(gòu)建無(wú)柱雨棚維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，包括檢測(cè)檢查作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、維修鑒定標(biāo)準(zhǔn)等。標(biāo)準(zhǔn)可分層級(jí)編制，由上而下逐步細(xì)化，可分成單項(xiàng)制定，如涂裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、隱蔽部位檢查標(biāo)準(zhǔn)、龍骨維修標(biāo)準(zhǔn)等。應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)設(shè)備實(shí)際，必要時(shí)“一站一案”。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要具有科學(xué)性，必要時(shí)開展試驗(yàn)驗(yàn)證和科學(xué)研究。⑥鐵路企業(yè)內(nèi)部強(qiáng)化相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)和吸收。