恒运晟日照钢铁两联跨大跨度管桁架诞生路程

  本文以河北恒运晟建筑工程有限公司日照项目实际工程为例，通过图文并茂的详实内容，介绍了长度687m,超大跨度198m+150m，高度50m的预应力管桁架结构的设计安装工艺技术，特别是如何保证大跨度超高钢管桁架组装滑移施工全套工艺流程中的结构稳定。

  本项目共建2个封闭料棚，总封闭宽度约355m，长度687m，棚化总面积约243885㎡，用钢量约18000吨：A~D料条封闭跨距198m，占地面积约687×198（跨距）；D~F料条封闭跨距约150m，占地面积约687×150（跨距）；结构及形式为管桁架，采用高空滑移技术施工。中间共用混凝土格构柱（墙），柱厚度4m，柱高20m，连续布置，格构柱外喷防腐层。围护结构采用压型钢板和采光板封闭。管桁架大棚采用两端铰支的拱桁架，拱桁架为三角形立体桁架，桁架宽度4~5.6m，为减小拱脚推力，在满足斗轮机操作空间的前提下，在30m标高处，设置平衡钢索，平衡钢索距拱脚30m。为保证拱桁架稳定，在拱桁架面内设置了9道纵向桁架及刚性系杆和面内支撑系统。断面示意图见图：

  施工难点：该工程的特点及难点是钢管桁架跨距大，是国内最大两联跨度的干煤棚。超高超大跨度钢管桁架也是一种新的结构及形式，施工区条件限制多，尤其是沿着干煤棚纵向皮带机的运行，给钢管桁架的组合和吊装增加了相应的难度。施工措施钢材料用量大，每段钢管桁架用拼装措施钢材近35t，支撑系统措施钢材近40t，总的措施钢材用量达到2000吨。施工时间短，并时逢四季给焊接和组合吊装都增加了困难，且钢管桁架外观尺寸太大，只能在现场制作拼装。由于干煤棚内料条不能互通则每个料条必须配备一台主履带式吊机械。在使用汽吊配合进行桁架组装作业时，也将被关在桁架之间。作业区为大面积大在料场的卸货上料，给施工带来极大隐患。而大跨度超高管桁架如若组装工艺选择不当，极易造成施工事故。

  根据业主的要求及签订的技术协议提供的基本数据，对整个跨度687m*198m 和687m*150m这个两联跨干煤棚整个设计的具体方案是可行。考虑到两侧没有山墙的情况下对整个设计模型在模拟现场周边建筑物对干煤棚的影响进行风洞实验以保证整个建筑在当地的海洋性气候下能承受恶劣的气候环境。

  ①、中间共用混凝土基础与基础之间伸缩缝如何设置滑移梁：在20M高的混凝土基础之间设置两道钢桁架，钢桁架之间下炫上线相连组合成牢固的钢通廊结构，钢结构施工时作为滑移梁的措施，滑移完成作为混凝土天沟的下部骨架。

  ②、该管桁架的水平力大在滑移施工中基础部位如何设置减少水平力：根据钢结构自身的水平力和垂直力的不同，通过改变原混凝土基础面跟钢结构柱脚面的角度降低侧向水平力的大小。150m和198m低跨基础接触面25°、150m高跨基础接触面33°、198m高跨基础接触面31°

  ③、两个干煤棚单体在滑移施工中不能同步施工，滑移中间共用的混凝土基础在受不均匀水平力的时候如何变更混凝土梁：加大原顶部混凝土梁把原600*600的梁变更为600*900（单位mm）钢筋截面不变，主梁之间增加100mm的混凝土板（后期增加两侧女儿墙将顶部混凝土结构变成通长的天沟）。

  在总体实施工程的方案中最重要的应是钢管桁架组合及吊装方案的确定，外形687m*（198m和150m）的钢管桁架在组装中可形象地喻为柔软地像面条一样，选用正确的组装方式和吊装方案特别的重要，例如组吊方案可采用管桁架分为两个在地面组装成9个约40m长的桁架，在安装管桁架跨度端头设临时高支承架，将组装后管桁架再吊装至临时支架上组合，或在搭设的高空胎架上整体组装钢管桁架累积滑移到就位，然后对柱脚抗震支座和滑靴卸载更换等。在考虑实施工程的成本、工期、组装质量和安全稳定性等多个指标后，最终确定了在跨越六条皮带机的低空小吊车配合组装，大吊车分段吊安装累积滑移方案，特大钢管桁架组合安装流程见图。

  外形尺寸长达52m、上下炫最高达5.6m的钢管桁架组合拼装是此次施工的难点，钢管桁架上下弦均是采用材质为Q345-B的φ245×10~600*30合计7种主钢管，在节点处采用杆件直接焊接的相贯节点，所有上下弦主管件对接焊缝均要求等强焊透，其焊缝质量等级为一级，为了能够更好的保证焊接质量和加快焊接速度，全部主对接焊缝处加內衬环。所有的钢板翼缘板与腹板的T连接K型焊缝均要求剖口焊透，焊缝质量等级为二级。为降低施工费用，集中时间段使用大型起重机械，从基础两端起吊端头段钢管桁架中间钢管桁架合拢吊装到位的方式，每榀桁架组装用措施钢材约35t。为了能够更好的保证钢管桁架拼装时堆取料机下的皮带机的运行不受影响以及场地有限的情况下采取立拼装的形式，这样就要求管桁架组装定型，不再翻身或移位。对于钢管桁架交汇点的杆件相贯切口，主受力杆件只宜一个相贯切口，次受力杆件可设多个相贯切口。K型节点的不可见搭接焊缝，应保证主受力杆件与主管的全焊接，特别是隐蔽焊缝必须专人检查确认。使用数字式全站仪测算组装的钢管桁架支点间准确间距和对角线距。

  整个198m跨和150m跨度合计分为9段单段的钢管桁架重25t~40t，钢管桁架的吊装采用履带式起重机单机起吊的方式来进行，在确定起吊重量和起吊高度后，还应用计算机按比例作图确定吊臂和起吊桁架间是否“卡杆”，起重机主要吊装参数最后确定吊车的主副臂长度以最重40吨为例：150吨履带吊主吊臂长49m，吊装幅度10m，额定起重量59t，符合按起重负载的0.8系数的规定，提升吊钩高度在35m。钢管桁架的长细比45.6，远小于100，150t履带式起重机行走区路面为原300mm钢筋混凝土路面，采用4个吊点自平衡受力方式，由于吊臂吊装高度限制，吊装用钢绳不能太长，所以吊点处钢绳受力14.5t，选用φ44mm钢绳为主吊绳，由于吊点会引起桁架局部杆件内力变化，吊装前应进行校核验算，采用空间杆件有限元分析技术。

  累积滑移适用于复杂支承条件的大跨度单跨空间桁架结构，最适用于多榀桁架相同、单榀桁架重量大、支座情况较为复杂的空间桁架体系，同时不影响桁架下部生产、施工等要求，而本项目符合上述所有的适用条件，故本工程采用本办法来进行现场施工。操作步骤：架设滑移轨道→架设高空拼装支架平台→吊装主桁架第一分段（拱脚分段）→主桁架第二分段组拼→吊装中间第三分段→吊装第二榀主桁架分段→吊装次桁架、水平撑杆、檩条等次构件→完成一个滑移单元吊装、焊接→卸载→拉索张拉→滑移→吊装下一榀主桁架完成屋面钢结构安装→卸载就位。

  采取滑移最成熟安全的钢轨式滑移，在四条基础上设置QU100型重轨，专业设备为PJ-100型液压顶推器，PP-60型液压泵源系统CS-01型计算机同步控制及传感检测系统。

  管桁架结构在我国建筑结构中的应用慢慢的变多，且正向超大型化发展。超长超高型钢管桁架的施工，是施工中的技术考虑重点，选择最佳的管桁架组装工艺，来保证管桁架组装过程中的稳定性和组装质量；拼装立拼法完成后，不再翻身或移位直接起吊，降低了结构脱胎过程的二次变形；而采用大型吊车进行管桁架分段吊装中间段合拢的吊装作业方法更有效的保证了结构的稳定型。

  河北恒运晟建筑工程有限公司成立于2014年3月19日，注册投资的金额壹亿壹仟壹佰柒拾玖万元，是一家集环境工程、施工总包、装饰装修、机电安装、建筑幕墙等于一体的专业建筑工程公司。

  公司立足于河北，辐射全省，对全国。主要营业范围：环境污染治理工程、建筑工程项目施工；市政公用工程；消防设施工程；防水防腐保温工程；建筑装饰装修工程；建筑机电安装工程；建筑幕墙工程；城市及道路照明工程；电力工程项目施工；电子与智能化工程专业承包；古建筑工程专业承包；特种工程专业承包；地基基础工程专业承包；模板、脚手架专业承包；建筑施工劳务；工程监理；园林绿化工程设计、施工；环境污染防治设备、环保产品及保温材料的研发、生产、销售及维修；钢结构的制造、安装及维修。

  公司成立至今,已培养出一支经验比较丰富、具有创新意识的项目管理团队,以及一支能打硬仗的高素质专业施工队伍；技术力量雄厚，专业配备齐全，实施工程质量稳定可靠，服务完善。

  千里之行，始于足下。我们将以饱满的精神，可靠的信誉，内增素质，外树形象，抢抓机遇，开拓全新。弘扬“同心同德，砥砺前行”的企业精神，逐渐完备企业的管理机制；加快技术更新和技术改革步伐，抓质量、求信誉、谋发展，慢慢地加强企业的市场竞争力。

  我们将以“诚信跨越时空，高效铸就辉煌”为企业使命，以“恒之诚信，晟于创新”为经营理念，竭诚为社会持续健康发展与科学技术进步服务。我们郑重承诺，在工程方面：安全第一，预防为主，综合治理，质量优先，工期保时，筑优质工程！