大型滑雪場鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)

李瀟瀟 馬曉術(shù)

(1.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局材料工程發(fā)明審查部，北京 100088； 2.滕州市市政工程管理處，山東 滕州 277500)

1 工程概況

廣州萬達(dá)茂滑雪場是萬達(dá)茂主題公園的一部分。包括滑道高區(qū)、滑道低區(qū)、滑雪樂園區(qū)三個(gè)部分，下部為混凝土結(jié)構(gòu)主體，屋蓋、雪道層等部位為鋼結(jié)構(gòu)，最大跨度達(dá)110 m，總用鋼量約1.86萬t，滑雪場內(nèi)的滑道高度從66 m逐漸下降到地面，滑道高區(qū)與停車樓有一個(gè)很大的架空區(qū)域，采用四個(gè)落地筒支承。滑道以上的凈高要求為20 m～22 m，而滑雪樂園區(qū)凈高要求為30 m?；﹫鑫菝鏄?biāo)高從最高點(diǎn)的98 m，隨滑道坡度逐漸下降到滑雪樂園區(qū)的40 m標(biāo)高,其建筑效果如圖1所示。

滑道高區(qū)和滑道低區(qū)屬于滑雪場的主體部分，包括滑道高區(qū)屋蓋層桁架、雪道層桁架、側(cè)面桁架柱、抗風(fēng)桁架、滑道低區(qū)屋蓋層桁架以及鋼樓梯、檁條、馬道等?；栏?、低區(qū)和滑雪樂園區(qū)的分隔縫相互分開，屋蓋為空間管桁架結(jié)構(gòu)體系，高區(qū)屋蓋通過側(cè)面桁架柱與下部雪道層桁架連成整體形成大跨空間結(jié)構(gòu)，整個(gè)主體結(jié)構(gòu)通過支座傳遞荷載至四個(gè)落地筒支承。低區(qū)屋蓋通過支座、埋件與兩側(cè)混凝土排柱相連。高、低區(qū)屋蓋之間相互獨(dú)立，連接處設(shè)置伸縮縫，其結(jié)構(gòu)分區(qū)如圖2所示。

雪道高區(qū)包括雪道轉(zhuǎn)換桁架層及上部小滑雪道、側(cè)面桁架柱、抗風(fēng)桁架、屋蓋桁架等。上部主體結(jié)構(gòu)支撐在四個(gè)筒柱上。屋蓋結(jié)構(gòu)最大標(biāo)高為98.00 m，桁架最大跨度達(dá)到110 m，高度約9 m，雪道層桁架高度約10 m，如圖3所示。

滑道低區(qū)包括屋蓋、屋面檁條、馬道、鋼梁、支座等部位。本區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)屋蓋與一標(biāo)段樂園區(qū)相連接，結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)標(biāo)高約81.80 m，最低位置位于端部，標(biāo)高約59.40 m。屋蓋桁架結(jié)構(gòu)最高約9 m，為組合桁架結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)最大跨度為110 m,如圖4所示。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工方案

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場的施工環(huán)境條件，采取的施工方案如下：

雪道轉(zhuǎn)換桁架層、高區(qū)屋蓋、低區(qū)屋蓋主要使用1臺800 t履帶吊、2臺400 t履帶吊作為吊裝機(jī)械。

雪道轉(zhuǎn)換層采取“地面分片拼裝+高空分片吊裝+嵌補(bǔ)桿件散裝”方式進(jìn)行，根據(jù)先主后次、由內(nèi)到外原則順序吊裝，原則上先行吊裝筒上柱頂桁架，再行吊裝筒間主次桁架，然后吊裝外圍邊桁架及次桁架，最后吊裝上部小滑雪道。

屋蓋采取“地面分塊拼裝+高空單元總裝+分塊累積滑移安裝”方式進(jìn)行，滑移拼裝平臺位置均設(shè)置在高區(qū)端部，在寬度方向設(shè)置三條滑移軌道，下部滑移軌道水平布置，滑移時(shí)上部支架結(jié)構(gòu)整體平移就位。

高區(qū)落地筒上柱頂支座安裝完成后予以限位固定，待落地筒之間主次桁架全部安裝焊接完畢后再行釋放，主要考慮上部結(jié)構(gòu)采取滑移安裝方式，會(huì)帶來支座結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力變化，釋放后讓支座盡可能符合設(shè)計(jì)狀態(tài)要求，因此在上部結(jié)構(gòu)滑移安裝前先將筒上支座予以釋放。施工流程如圖5～圖7所示。

為了滿足本工程雪道層桁架高空安裝和定位精度要求，本工程在安裝過程中共需設(shè)置18組重型格構(gòu)式組合臨時(shí)支撐。其中9組支撐為三肢腿支撐以控制支撐穩(wěn)定。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)屋蓋高、低區(qū)帶支撐傾斜累積滑移安裝，經(jīng)過計(jì)算分析，在軌道下方共設(shè)置20組臨時(shí)支撐，軌道上方設(shè)置13組臨時(shí)支撐，臨時(shí)支撐局部設(shè)置斜向支撐確保滑移過程中穩(wěn)定性。

3 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 雪道桁架層安裝

雪道桁架層主要包括高低落地筒間主桁架、兩側(cè)支撐屋蓋結(jié)構(gòu)的邊桁架及桁架間聯(lián)系次桁架結(jié)構(gòu)，主桁架采用箱型結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)，桁架高度約10 m，桁架重量較重。邊桁架及聯(lián)系次桁架均為鋼管桁架，桁架高度約10 m。根據(jù)雪道轉(zhuǎn)換桁架層主次桁架施工順序，先主后次、由內(nèi)而外的原則，確定雪道層400 t和800 t吊裝機(jī)械站位和行走路線。

3.2 屋蓋帶支撐傾斜累積滑移安裝技術(shù)

1)安裝總體思路的確定。

本工程滑道高區(qū)、滑道低區(qū)屋蓋結(jié)構(gòu)安裝高度極高，高區(qū)最高安裝高度達(dá)98 m，低區(qū)最大安裝高度達(dá)85 m，且屋蓋結(jié)構(gòu)跨度最大達(dá)110 m，均為超大跨度空間結(jié)構(gòu)，屋蓋桁架高度高約9 m，桁架結(jié)構(gòu)體量大且重量超重。經(jīng)過綜合比較分析，上部屋蓋結(jié)構(gòu)安裝采取對屋蓋中央?yún)^(qū)部分進(jìn)行累積滑移施工、周邊范圍采取分段吊裝的施工方案。其中滑道高區(qū)屋蓋滑移區(qū)共分布9榀主桁架范圍，共劃分為4個(gè)滑移單元進(jìn)行滑移施工，滑道低區(qū)屋蓋滑移區(qū)分布11榀主桁架范圍，劃分為5個(gè)滑移單元進(jìn)行累積滑移施工。低區(qū)屋蓋重量1 900 t，高區(qū)屋蓋重量2 100 t，屋蓋合計(jì)重量4 000 t，通過兩個(gè)累積滑移段斜向呈4°傾角向下滑移完成整個(gè)屋蓋工程。

2)滑移分塊劃分。

上部屋蓋結(jié)構(gòu)均為鋼管桁架結(jié)構(gòu)，桁架跨度較大、高度較高約10.5 m高。根據(jù)施工方案及分段劃分方案，屋蓋桁架結(jié)構(gòu)均劃分為立體鋼管桁架分段。桁架立體分段拼裝方法及工藝與雪道層次桁架采取相同工藝，首先將立體桁架拆分成平面桁架單元，平面桁架單元在集中拼裝場地進(jìn)行拼裝，然后將已拼裝完成的平面桁架單元在立體組拼胎架上進(jìn)行立體組拼成吊裝分段。高區(qū)屋蓋及側(cè)面桁架分段如下，低區(qū)與高區(qū)類似。

3)滑移裝置設(shè)置。

根據(jù)計(jì)算，每條軌道上布置4個(gè)滑移頂推點(diǎn)，每個(gè)頂推點(diǎn)設(shè)置1套滑移設(shè)備，6條軌道合計(jì)使用滑移設(shè)備24套?；七^程中為控制滑移加速度和保證有坡度帶支架向下滑移安全性，在第一排滑移豎向格構(gòu)撐增加6套防滑夾軌器，防滑夾軌器與向下頂推夾軌器反向設(shè)置，確保整個(gè)滑移支架體系在受到風(fēng)荷載等水平外力作用下不會(huì)向下串行。防滑夾軌器僅在頂推夾軌器松開、其油缸縮缸過程中工作(夾緊軌道)，如圖8所示。

4)滑移施工順序。

先拼裝低區(qū)屋蓋并累積滑移至低區(qū)設(shè)計(jì)位置，再拼裝高區(qū)屋蓋并累積滑移至設(shè)計(jì)位置。對于低區(qū)，首先滑移分塊1在總裝平臺安裝焊接完成后，整體向前推進(jìn)一跨后進(jìn)行滑移分塊2安裝焊接，完成后再推進(jìn)一跨進(jìn)行滑移分塊3安裝焊接，重復(fù)直至全部5個(gè)分塊累積滑移就位，高區(qū)與之類似。滑移施工過程如圖9所示。

4 結(jié)語

廣州萬達(dá)茂滑雪場鋼結(jié)構(gòu)由雪道桁架層、屋蓋桁架和側(cè)向桁架組成，結(jié)構(gòu)形式新穎，跨度大、結(jié)構(gòu)高、施工條件復(fù)雜。文中提出的雪道桁架層分段拼裝再吊裝的施工方法以及屋蓋帶支架傾斜累積滑移安裝方法很好的解決了施工過程中的技術(shù)難題，節(jié)約了施工成本，縮短了施工工期，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。本文中的施工技術(shù)可為類似復(fù)雜工程提供參考。