跨海堤钢结构施工浅析

刘纯飞1朱永青2

中交一航局安装工程有限公司

摘要：卸料皮带机桁架从码头到陆域部分均需要从海堤处起坡，跨越海堤，逐步提升标高至陆域连接的转接机房。此部分桁架斜度大，均为超宽、超长、超重桁架。传统施工工艺先进行立柱及转接机房安装，在下方进行桁架整体拼装后使用大型起重机械安装就位。拼装期间需要长时间占用下方场地，影响海堤通行，同时施工措施费用高，安全风险性较大。提出一种新的施工工艺，将整体桁架拆分为左右两个侧片，先安装立柱，同时在外部进行侧片地面拼装。拼装完成后采取多机抬吊的形式控制桁架倾斜角度并临时固定在相应的立柱顶部，连接两侧片之间的上下水平支撑，实现跨海堤桁架钢结构经济、快速、安全可靠地施工，并成功应用于盐城港滨海港区中电投煤炭码头项目一期工程跨海堤钢结构施工过程之中。

关键词：地面散件拼装、分片吊装

1.工程概况

我部承建的盐城港滨海港区中电投煤炭码头项目一期工程（SG-06标段）位于盐城港滨海港区，苏北废黄河三角洲上，隶属于江苏省盐城市滨海县，滨海沿海开发节点的南端。

BU1BU2皮带机栈桥是该项目带式输送机系统的组成部分之一，BU1BU2皮带机钢结构DHJ2桁架为跨海堤高架连接栈桥，跨距67200mm，宽9250mm，高5600mm，总重105吨，单榀桁架重30吨，桁架起坡后爬升至T24转接机房，爬升高度27.2m。

2.工程难点分析

DHJ2桁架横跨运输要道且跨度较大，安装散件较多，施工繁琐，受场地条件制约，且所跨海堤为项目通往闸口镇的交通要道，车流量较大。

3.施工工艺的选择

将整体桁架拆分为左右两个侧片，先安装立柱，同时在外部进行侧片地面拼装。拼装完成后采取多机抬吊的形式控制桁架倾斜角度并临时固定在相应的立柱顶部，连接两侧片之间的上下水平支撑，实现跨海堤桁架钢结构经济、快速、安全可靠地施工。选取该工艺的优点如下：1、外部场地分片拼装，不长时间占用海堤部分场地，不影响海堤段车辆通行。2、外部拼装与转接机房、桁架立柱同时安装，缩短工期。3、分段后单件总重巨幅减少，对吊装场地、吊装器械要求降低，较少起重场地处理以及起重机械台班费用。4、单件总重巨幅减少，施工期间吊装安全性更加有保障。5、多机抬吊更利于控制桁架安装角度，便于钢结构就位。

4.施工总体安排

4.1施工顺序

先安装转接机房、立柱，同时在外部进行侧片地面拼装。桁架侧片钢结构经地面拼装、焊接完成并经相关单位验收合格，依据施工方案进行侧片吊装、吊装连接支撑。

4.2临时设施施工安排

拼装区域要求场地基本平整，且不能堆放其它构件，用于构件地面拼装和吊装使用。施工区域要求平整压实，要求承载力为5吨/平方米，施工过程中铺设钢板，达到具备130T汽车吊作业条件。

4.3设备配置

详见吊车及钢丝绳的验算。

4.4材料配置

依据安装顺序分类供应，构件运输时根据长度、重量选用车辆，构件在运输车上要垫平、超长要设标志、绑扎要稳固、两端伸出长度、绑扎方法、构件与构件之间垫块，保证构件运输不产生变形，不损伤涂层。装卸及吊装工作中，钢丝绳与构件之间均须垫块加以保护。

依据现场平面图，将构件堆放到指定位置。构件存放场地须平整坚实，无积水，构件堆放底层垫枕木，各层钢构件支点须在同一垂直线上，以防钢构件被压坏和变形。构件堆放后，设有明显标牌，标明构件的型号、规格、数量以便拼装需要。

5.施工方法

5.1构件拼装、焊接

先采用25T吊车进行地面拼装，将散件拼装成两个侧片，拼装前组成一个拼装平台，用支墩找平，增强稳定性，按图纸编号进行拼装，先用高强度螺栓连接，再检验垂直度、水平度、对角线和起拱度及整体跨距长度是否与基础长度一致，符合要求后组织报验，再进行螺栓初拧和终拧，而后进行对接焊缝探伤检查。

5.2单片吊装

首先完成两侧机房、立柱拼装及吊装，调整立柱，连接上部纵梁和横梁，考虑用2台130T和2台25T吊车进行抬吊。130T吊车分别在单片构件一侧就位，避开道路，吊点捆绑完毕后，开始起吊，稳定起升速度应控制在10m/min以内，且构件吊离地面0.2m时，停留5分钟，检查钢丝绳吊点受力情况和吊车制动情况，确认无误后，起重指挥统一指挥，对设备进行提升，将单片构件提升至安装高度，并放下主臂，将构件落至安装位置。相同做法进行另一片桁架吊装。

5.3吊点位置的确定

选用4个吊点进行吊装。1、2号吊点分别位于侧片第4、6根直腹杆与上弦杆的节点处，3、4号吊点对称布置在另外一侧，按照45°～60°布置。为了保证4个吊点均匀受力，吊点绑扎前对每根吊索的长度进行模拟计算，确定每根吊索的实际长度。为了防止吊绳出现不均匀受力现象，在四根吊索的下端外侧均挂10t倒链，必要时通过倒链来调节吊索的合适长度，平衡各根吊索的受力。

根据设计要求，皮带机栈桥大跨桁架的变形控制在L/1000(67200/1000=67.2mm)以内，根据验算结果，吊装过程中结构的最大变形量为13.7mm，满足结构变形要求。

5.4连接支撑吊装

完成两侧片桁架吊装后，保持吊车吊装位置不变，调整相对位置符合桁架要求，采用25T吊车沿桁架纵向每隔2～3节进行连接，固定后撤离130T吊车，继续组装支撑至达到图纸要求。

6.吊车及钢丝绳的验算

单片桁架重30吨，考虑130t吊车工作半径为5m，所需臂长约30m，根据吊车工作性能规定，单台130T吊车的负载为50吨（含吊钩和索具重量），满足设备吊装要求。采用25T吊车进行横梁支撑的吊装，横梁支撑的重量约1.5t，吊车工作半径为5m，所需主臂长度约15m，根据25t汽车吊性能规定，单台25T的负载为9.5吨，符合设备吊装技术要求。

单片桁架吊点共为4个吊点，吊索按照45°～60°布置。根据《建筑施工计算手册》13.13.3条公式13-280、13-281计算吊索所承受的拉力：

P=300KN/2*（sin45+sin60）=93.35KN

S=2*P=186.7KN

选用φ56mm（6x37）钢丝绳，最小破断力1645KN。

钢丝绳容许拉力经计算[Fg]=0.82×1645/6=224.82kN>186.7kN，满足吊装要求。

7.结束语

DHJ2桁架在施工过程中，将钢结构散件单元通过地面组装成型，使原来需要高空散装的诸多工作在地面拼装和延伸，施工难度降低，作业效率提高，节省了作业时间，人工和机械成本随着作业时间的节省而降低。同时，地面作业代替了部分高空作业，减少了高空作业时间、降低了安全风险，相比于传统施工方法，在场地需求大大降低的同时提高了施工的安全性和经济性，今后在类似施工条件下值得借鉴。

参考文献

[1]杜秀丽，太原理工大学，大跨钢结构合拢与卸载研究

[2]遇瑞，罗永峰，大跨度空间钢结构整体吊装施工方法现状的研究

[3]中国建筑工业出版社，建筑施工手册（第四版）

[4]刘音莺，西安建筑科技大学，基于经济性能的大跨度钢结构体系的方案选择