大型滑雪場鋼結構工程施工技術

李瀟瀟 馬曉術

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

1 工程概況

廣州萬達茂滑雪場是萬達茂主題公園的一部分。包括滑道高區、滑道低區、滑雪樂園區三個部分，下部為混凝土結構主體，屋蓋、雪道層等部位為鋼結構，最大跨度達110 m，總用鋼量約1.86萬t，滑雪場內的滑道高度從66 m逐漸下降到地面，滑道高區與停車樓有一個很大的架空區域，采用四個落地筒支承。滑道以上的凈高要求為20 m～22 m，而滑雪樂園區凈高要求為30 m。滑雪場屋面標高從最高點的98 m，隨滑道坡度逐漸下降到滑雪樂園區的40 m標高,其建筑效果如圖1所示。

滑道高區和滑道低區屬于滑雪場的主體部分，包括滑道高區屋蓋層桁架、雪道層桁架、側面桁架柱、抗風桁架、滑道低區屋蓋層桁架以及鋼樓梯、檁條、馬道等。滑道高、低區和滑雪樂園區的分隔縫相互分開，屋蓋為空間管桁架結構體系，高區屋蓋通過側面桁架柱與下部雪道層桁架連成整體形成大跨空間結構，整個主體結構通過支座傳遞荷載至四個落地筒支承。低區屋蓋通過支座、埋件與兩側混凝土排柱相連。高、低區屋蓋之間相互獨立，連接處設置伸縮縫，其結構分區如圖2所示。

雪道高區包括雪道轉換桁架層及上部小滑雪道、側面桁架柱、抗風桁架、屋蓋桁架等。上部主體結構支撐在四個筒柱上。屋蓋結構最大標高為98.00 m，桁架最大跨度達到110 m，高度約9 m，雪道層桁架高度約10 m，如圖3所示。

滑道低區包括屋蓋、屋面檁條、馬道、鋼梁、支座等部位。本區域鋼結構屋蓋與一標段樂園區相連接，結構最高點標高約81.80 m，最低位置位于端部，標高約59.40 m。屋蓋桁架結構最高約9 m，為組合桁架結構體系，結構最大跨度為110 m,如圖4所示。

2 鋼結構施工方案

根據結構特點和現場的施工環境條件，采取的施工方案如下：

雪道轉換桁架層、高區屋蓋、低區屋蓋主要使用1臺800 t履帶吊、2臺400 t履帶吊作為吊裝機械。

雪道轉換層采取“地面分片拼裝+高空分片吊裝+嵌補桿件散裝”方式進行，根據先主后次、由內到外原則順序吊裝，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”方式進行，滑移拼裝平臺位置均設置在高區端部，在寬度方向設置三條滑移軌道，下部滑移軌道水平布置，滑移時上部支架結構整體平移就位。

高區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，主要考慮上部結構采取滑移安裝方式，會帶來支座結構內部應力變化，釋放后讓支座盡可能符合設計狀態要求，因此在上部結構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置18組重型格構式組合臨時支撐。其中9組支撐為三肢腿支撐以控制支撐穩定。同時，為實現屋蓋高、低區帶支撐傾斜累積滑移安裝，經過計算分析，在軌道下方共設置20組臨時支撐，軌道上方設置13組臨時支撐，臨時支撐局部設置斜向支撐確保滑移過程中穩定性。

3 鋼結構安裝施工關鍵技術

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、兩側支撐屋蓋結構的邊桁架及桁架間聯系次桁架結構，主桁架采用箱型結構桁架結構，桁架高度約10 m，桁架重量較重。邊桁架及聯系次桁架均為鋼管桁架，桁架高度約10 m。根據雪道轉換桁架層主次桁架施工順序，先主后次、由內而外的原則，確定雪道層400 t和800 t吊裝機械站位和行走路線。

3.2 屋蓋帶支撐傾斜累積滑移安裝技術

1)安裝總體思路的確定。

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

2)滑移分塊劃分。

上部屋蓋結構均為鋼管桁架結構，桁架跨度較大、高度較高約10.5 m高。根據施工方案及分段劃分方案，屋蓋桁架結構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行立體組拼成吊裝分段。高區屋蓋及側面桁架分段如下，低區與高區類似。

3)滑移裝置設置。

根據計算，每條軌道上布置4個滑移頂推點，每個頂推點設置1套滑移設備，6條軌道合計使用滑移設備24套。滑移過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置，確保整個滑移支架體系在受到風荷載等水平外力作用下不會向下串行。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。

先拼裝低區屋蓋并累積滑移至低區設計位置，再拼裝高區屋蓋并累積滑移至設計位置。對于低區，首先滑移分塊1在總裝平臺安裝焊接完成后，整體向前推進一跨后進行滑移分塊2安裝焊接，完成后再推進一跨進行滑移分塊3安裝焊接，重復直至全部5個分塊累積滑移就位，高區與之類似。滑移施工過程如圖9所示。

4 結語

廣州萬達茂滑雪場鋼結構由雪道桁架層、屋蓋桁架和側向桁架組成，結構形式新穎，跨度大、結構高、施工條件復雜。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難題，節約了施工成本，縮短了施工工期，獲得了良好的經濟效益。本文中的施工技術可為類似復雜工程提供參考。