朱玉林, 楊世昱, 凌 進
(安徽中亞鋼結構工程有限公司,安徽 合肥 230051)
近年來,國家加大對生態環境保護的政策支持和財政投入力度。目前我國城鎮生活垃圾的處理方式主要有衛生填埋和焚燒兩種[1]。衛生填埋依然是我國最主要的生活垃圾處理方式,缺點很明顯:占用大量的土地面積,且可能發生滲漏,對生態環境造成二次污染。
垃圾焚燒是將生活垃圾置于850 ℃以上的高溫環境中,使垃圾中的活性成分經過氧化轉化成性質穩定的殘渣[2],釋放熱量還可用于供熱及發電,優點很明顯:能量利用效率高、對環境造成影響小、占地面積小。為此,垃圾焚燒作為一種環保方式得到很好的發展,各地區選址建造垃圾焚燒廠的愿望日趨明顯。
本文施工研究對象為樅陽海創垃圾焚燒廠垃圾池上方鋼結構管桁架屋蓋。由于垃圾在池中發酵時產生大量有毒有害、腐蝕性氣體,加上屋蓋凈空高度大(垃圾坑底至屋蓋下弦超40 m),難以維護,鋼屋蓋采用普通薄壁網架(殼)結構已經很難滿足結構耐久年限要求[3,4]。項目鋼屋蓋采用倒三角管桁架體系,管件采用Q355B材質,型號從114×5到245×12不等,防腐蝕干漆膜總厚度240 μm,單榀主桁架重約8 t,單榀次桁架重約1.2 t。
鋼桁架屋蓋體系長57.5 m(共11榀主桁架),跨度31 m(設置3道次桁架),如圖1所示;屋面結構坡度5%,最低點支座標高37.1 m;屋面板密封要求高,采用輕質混凝土天基板。
屋蓋周邊鋼筋混凝土女兒墻檐口標高41.5 m。垃圾池內壁沿房屋縱向設吊運垃圾行車梁軌道,行車與屋面下弦凈空高度約4 m。采取措施利用既有行車滑移榀桁架能極大降低施工難度,有效規避吊車接長副臂存在的施工安全風險。
垃圾池行車梁軌頂標高31 m,其上行車有效噸位12.5 t,借助行車滑移安裝每榀主桁架梁[5]。首先啟動行車到第1榀位置就位(并設置臨時支架),利用廠外150 t吊車吊裝第11榀主桁架到行車支架上并臨時固定,行車滑移到第11榀位置,卸除其上支架V形支撐一側,如圖2所示,利用事先準備好的葫蘆倒鏈卸下第11榀桁架,同時行車撤離回到第1榀位置。第11榀桁架就位于支座預埋件,并采取可靠措施穩固桁架。

圖1 鋼桁架軸測圖

圖2 行車設臨時支架(V形)
依次滑移施工第10榀,利用塔吊吊裝第10榀與第11榀間的次桁架,至此完成首片穩定體系[6]。以此類推逐榀施工(N9→N8→N7→N6→N5→N4→N3→N2→N1),直至第1榀與第2榀次桁架完成就位。
行車滑移主桁架技術提高了項目施工效率;次桁架兩端采用法蘭節點與主桁架對接[7],有效地避免了大量高空焊接。上述所采用的高效安全的施工步驟和措施獲得了業主和監理的一致好評。
(1)行車上部增設臨時支架。行車設計噸位12.5 t,單榀桁架約8 t,滿足施工安全要求。行車臨時支架采用3D3S設計計算,安全系數要求大于1.5,單個支架重量約1噸。支架焊接在行車上,確保安全可靠[8]。全部桁架及支架體系運用TEKLA按1∶1建立分解模型,如圖3所示,保證鋼結構材料構件下料準確,全部工廠專業制作。構件運至現場實施組裝、調節、吊裝、安裝和操作,施工流程有條理,操作安裝快捷。
(2)每榀桁架支座位置上端女兒墻(或鋼柱)設置鋼牛腿,鋼牛腿懸掛葫蘆倒鏈,桁架就位后能借助葫蘆從支架上卸下并固定于支座。支架頂部采用V形支撐,一側支撐采用螺栓連接,便于安裝和卸除。
(3)次桁架節點優化設計,預先設置法蘭盤,與主桁架連接就位時安裝迅速,減少高空焊接[9,10]。該技術要求加工精度高,施工測量準確。

圖3 鋼桁架TEKLA模型(局部)
該類項目屬于危大工程,必須制定專項施工方案。需要在土建施工時預先設置預埋件供鋼屋蓋施工時鋼牛腿焊接使用。首先就位的榀桁架需做好穩定措施,如及時焊接固定支座、拉纜風繩等,確保安裝后續主次桁架順利有序。設計為倒三角桁架時,建議在每端設置2個倒鏈葫蘆,便于調節平衡及次桁架法蘭連接精準就位,如圖4所示。

圖4 鋼桁架屋蓋合攏
垃圾池桁架屋蓋特殊的設計形式,決定了施工技術需要做相應的變化,常規的施工思路及方案已經無法滿足高效施工、降低成本的要求。
本文介紹了廠外吊車與垃圾池行車相結合滑移施工榀桁架的方法,能快速施工,節約成本。優化設計次桁架與主桁架連接樣式,改相貫焊接為法蘭連接,減少高空焊接,精準測量,準確就位,為鋼結構裝配式施工增加新的元素。本文滑移施工技術值得行業交流和推廣使用。