DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.32.021

摘" 要：基于呼和浩特市馬鬃山滑雪場工程背景，介紹適用于大坡度鋼結(jié)構(gòu)的運輸及安裝工藝。該工程上半段地形復(fù)雜、坡度大、材料無法用車輛直接運輸及各構(gòu)件安裝精度要求高，施工過程中選取合適的運輸及吊裝方案是亟待解決的難題。通過現(xiàn)場方案比選發(fā)現(xiàn)，卷揚機配合吊車轉(zhuǎn)運與纜索吊轉(zhuǎn)運相比，安裝工期時間短、成本低、工藝成熟；單節(jié)段吊裝工點安裝與多節(jié)段地面拼裝吊運安裝相比，單次起重量小、起重設(shè)備小，更能適應(yīng)本工程結(jié)構(gòu)吊裝特點。最終現(xiàn)場施工采用工藝成熟的JM-5T卷揚機配合50 t履帶吊進行現(xiàn)場單結(jié)構(gòu)吊裝的運輸方案對鋼柱、鋼梁、鋼斜撐以及壓型鋼板進行分段、分層、定位安裝。提高機械利用率及傳統(tǒng)施工強項盈利利潤率，最大限度地保證施工質(zhì)量，為現(xiàn)代滑雪場工程建設(shè)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：滑雪場；大坡度；轉(zhuǎn)運方案；吊裝方案；安裝工藝

中圖分類號：TU69" " " "文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）32-0083-04

Abstract： Based on the project of the Mazongshan Ski Resort in Hohhot， Inner Mongolia， China. The transportation and installation processes applicable to steel structures with large slopes are introduced. The first half of the project has complex terrain， large slopes， and materials that cannot be directly transported by vehicles， the precision of each component installation is high. It is found that the winch with crane transportation is shorter and lower in cost than the cable crane transportation; Compared with multi-segment ground assembly and lifting installation， the installation of a single section lifting site has a smaller lifting weight and lifting equipment. Finally， the JM-5T winch with mature technology and 50 t crawler crane is used to carry out on-site single structure hoisting transportation scheme to install the steel columns， steel beams， steel slant support， and profiled steel plates in sections， layers， and locations. It has improved the profit margin of traditional construction strengths， providing a reference for modern ski resort engineering construction.

Keywords： ski field; heavy grade; transfer plan; lifting plan; installation process

中國滑雪產(chǎn)業(yè)在各個地區(qū)合力發(fā)展，引領(lǐng)著各地區(qū)滑雪場大力投入建設(shè)，但各地區(qū)工程水文地質(zhì)條件的差異性、施工的復(fù)雜性，勢必會有不同的施工問題。并且目前滑雪場建設(shè)類型眾多，工程也越來越復(fù)雜，存在大邊坡等復(fù)雜工況導(dǎo)致施工難度日益增加。因此，為確保大邊坡滑雪場工程的安全實施，開展關(guān)于滑雪場鋼結(jié)構(gòu)的運輸及安裝工藝分析等方面的研究日趨緊迫。

一些學(xué)者針對此類問題進行了研究，提出了相應(yīng)的對策。針對鋼結(jié)構(gòu)的運輸工藝及吊裝工藝，宋敏[1]在分析SPMT運輸整體吊裝難點及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，探析鋼結(jié)構(gòu)連廊SPMT運輸和整體吊裝的設(shè)計與實施。陳思等[2]從上部鋼梁起吊點及吊裝索具規(guī)格選擇，總結(jié)出一套適用于大跨度框架鋼結(jié)構(gòu)吊裝的技術(shù)方案。吳侃等[3]為實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程安全和定位準(zhǔn)確，針對單件安裝重量最大76 t采用雙機抬吊的方法進行安裝。楊振龍等[4]采用裝配式棧橋為大型履帶式起重機的吊裝作業(yè)提供通道，減少鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件分段數(shù)量。針對鋼結(jié)構(gòu)的安裝工藝，李瀟瀟等[5]介紹了廣州萬達茂滑雪場滑道高區(qū)與滑道低區(qū)的結(jié)構(gòu)特點、鋼結(jié)構(gòu)安裝施工方案、臨時支撐的布置。針對鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，冷冬梅等[6]重點介紹了鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點設(shè)計。目前，鋼結(jié)構(gòu)在大跨度橋梁、隧道，例如連拱隧道[7]應(yīng)用廣泛，對于滑雪場運輸及吊裝方案的研究，因工程特點的不同而相差甚遠，有的方案可能只適用于特定工程，對于坡度大的工程研究較少且選取方案有限，所以探究在該條件下的滑雪場鋼結(jié)構(gòu)的運輸及安裝工藝分析具有非常強的現(xiàn)實意義。

本文基于呼和浩特市馬鬃山滑雪場工程，在鋼架橋施工方案的基礎(chǔ)上，采取專業(yè)運輸設(shè)備及安裝技術(shù)，為鋼架橋結(jié)構(gòu)安裝，焊接、螺栓施工提供良好的條件，保證工程建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性，以期為工程施工提供參考。

1" 馬鬃山滑雪場工程概況

1.1" 工程簡介

馬鬃山滑雪場選址位于呼和浩特市賽罕區(qū)榆林鎮(zhèn)石門溝村馬鬃山周邊山體，馬鬃山滑雪場增加最長中級道6起點在A索平臺，終點在大廳前停止區(qū)。雪道全長1 610 m，平均寬35 m，上半段寬30 m，下半段40 m，落差275 m，平均坡度15%，山頂初始階段坡度41%，雪道長80 m。中間階段坡度27%，雪道長400 m，下段雪道長1 130 m，坡度11%。雪道面積66 500 m2，容納滑雪人數(shù)714人，雪道挖填方量約為550 000 m3，整體工程造價約1億，工期6個月。平面示意圖如圖1所示。

現(xiàn)場需要吊裝的構(gòu)件有預(yù)制砼基礎(chǔ)、鋼立柱、鋼橫梁、鋼斜撐和壓型鋼板等構(gòu)件。經(jīng)計算單件起重量最大的為預(yù)制砼基礎(chǔ)約1.29 t。

吊裝點位于馬鬃山山體之上，地形復(fù)雜坡度角度，最大坡度約20%，現(xiàn)場地形圖如圖2所示。

1.2" 馬鬃山滑雪場工程施工重點、難點

鋼結(jié)構(gòu)由柱、梁、撐等構(gòu)件組成架體結(jié)構(gòu)，各桿件相連，最大高度18 m，且沿山體地勢安裝。因此，材料運輸及柱、梁、撐的安裝精度等是鋼結(jié)構(gòu)施工的重難點。

1.2.1nbsp; 材料倒運

鋼結(jié)構(gòu)部位地形最高點1 519.59 m，最低點1 466.91 m，高差52.68 m。所位于的山體最高點1 521.62 m，最低點1 238.60 m，高差283.02 m，平均坡度約30%。地形復(fù)雜，材料無法用車輛直接運輸，需用卷揚機配合吊車倒運，是本工程的重點控制對象。

1.2.2" 架體安裝精度及施工進度

鋼結(jié)構(gòu)總長178.8 m，寬30.3 m，結(jié)構(gòu)最大高度18 m，所有桿件連接成一個整體，各構(gòu)件環(huán)環(huán)相扣，因此構(gòu)件安裝的精準(zhǔn)對位與焊接質(zhì)量的控制是本工程的難點。

鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件工廠加工好后，分節(jié)段現(xiàn)場安裝，梁柱節(jié)點采用焊接，斜撐節(jié)點采用高強螺栓連接，共計連接節(jié)點約2 200個。為滿足本年度運營要求，可施工天數(shù)50 d，工期緊任務(wù)重，合理組織安排是本工程的重點控制對象。

2" 鋼架橋結(jié)構(gòu)總體運輸方案

廠內(nèi)生產(chǎn)為可運輸構(gòu)件，立柱、梁、斜撐均以節(jié)點單元尺寸進行下料加工，頂部壓型鋼板以變形小、宜安裝的原則進行下料，下料加工完成運至現(xiàn)場山體下部后，采用卷揚機運輸至山頂，然后履帶式汽車吊配合現(xiàn)場吊裝焊接，運輸路線如圖3所示。

2.1" 方案比選

根據(jù)現(xiàn)場地形情況，進場材料由山底轉(zhuǎn)運至安裝位置，可以采用纜索吊進行轉(zhuǎn)運、卷揚機轉(zhuǎn)運吊裝安裝，鋼構(gòu)件現(xiàn)場安裝可采用單節(jié)段吊裝工點安裝、多節(jié)段地面拼裝吊運安裝，方案比選對照表見表1。

項目部通過多方案比選，進廠材料轉(zhuǎn)運采用炮車配合JM-5T卷揚機將材料轉(zhuǎn)運至山頂，然后通過50 t履帶吊進行現(xiàn)場單結(jié)構(gòu)吊裝。

2.2" 材料轉(zhuǎn)運設(shè)備選型

2.2.1" 卷揚機選型

根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境及吊裝構(gòu)件外形尺寸、重量等因素擬采用建筑卷揚機JM-5T。本系列卷揚機主要用于各種大型鋼結(jié)構(gòu)及鋼索的長距離牽引及大行程起吊，其特點鋼絲繩速度恒定，起吊平穩(wěn)。將運至現(xiàn)場的鋼構(gòu)件轉(zhuǎn)運至山頂，該段地形復(fù)雜，坡度約30%。

2.2.2" 卷揚機安裝

卷揚機安裝于山體頂部，通過牽引繩牽引運料炮車，將材料由山下轉(zhuǎn)運至山頂。在卷揚機底部澆筑3 m×3 m×1 m混凝土基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋4塊300 mm×300 mm×12 mm鋼板，鋼板內(nèi)焊接4根？準(zhǔn)18錨筋，錨筋長40 cm，卷揚機材料轉(zhuǎn)運示意圖如圖4所示。

1）炮車最大載重量T計算。炮車重1 t，卷揚機額定牽引力5 t，現(xiàn)場實際地形坡度30%，安全系數(shù)2。

計算：sin（30°）×（1+T）×2≤5；T≤5 t。

2）牽引繩直徑計算。牽引繩應(yīng)符合GB/T 20118—2017《鋼絲繩通用技術(shù)條件》的規(guī)定，安全系數(shù)Kn取3.35，額定牽引力5 t=49 kN，鋼絲繩選擇系數(shù)應(yīng)滿足C=，鋼絲繩直徑應(yīng)滿足d≥C。式中：d為鋼絲直徑，mm；Fe為卷揚機的額定荷載，N；C為鋼絲繩選擇系數(shù)；Kn為鋼絲繩最小安全系數(shù)，取3.35；K′為鋼絲繩最小破斷拉力系數(shù)，取0.33；R0為鋼絲繩公稱抗拉強度，MPa，取1 960；d≥15.9。

因此，選用？準(zhǔn)=20 mm的鋼絲繩可滿足要求。

2.3" 吊裝方案

2.3.1" 吊裝設(shè)備選型

所有鋼構(gòu)件、砼基礎(chǔ)轉(zhuǎn)運至山頂后，根據(jù)安裝位置及地形情況，擬采用50 t履帶吊進行現(xiàn)場吊裝作業(yè)，起重量足以滿足現(xiàn)場吊裝要求，履帶吊主臂長度13～52 m，最大回轉(zhuǎn)半徑1.5 r/min。

2.3.2" 可行性分析

根據(jù)鋼構(gòu)件的分段重量、砼基礎(chǔ)單個重量、外形尺寸和吊機的作業(yè)半徑等因素，綜合考慮吊機選型的可行性?，F(xiàn)場最重單次起吊為砼基礎(chǔ)重約1.29 t，且工況最不利狀態(tài)分析如圖5所示。

分析此時吊機臂長37 m，作業(yè)半徑32 m，吊重1.29 t。而此時查表知吊機起重能力為1.54 t，安全系數(shù)為0.9，則吊機安全起重能力為1.54×0.9=1.386 t＞1.29 t，因此利用50 t履帶吊對鋼構(gòu)件及砼基礎(chǔ)進行吊裝的方案是可行的。

2.3.3" 鋼絲繩的選用

鋼構(gòu)件的最重約為1.29 t，因此采用雙束？準(zhǔn)12 mm鋼絲繩（6×7纖維芯），鋼絲繩級1 570，根據(jù)《路橋施工計算手冊》計算，其破斷拉力為75.1 kN，2根？準(zhǔn)12 mm鋼絲繩受力，單根鋼絲繩受力計算如下

F=nkG/2？琢sin（60°）=56.08 kNlt;75.1 kN，

式中：F為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，kN；G為最大重量1.29 t；？琢為不均勻受力系數(shù)，取0.82；k為鋼絲繩使用安全系數(shù)，本計算取4.5；n為動荷載系數(shù)，取1.4。

由上式計算結(jié)果可見，其鋼絲繩的選型滿足要求。根據(jù)吊裝構(gòu)件的重量，現(xiàn)擬選用雙束？準(zhǔn)12 mm（6×7）鋼絲繩，采用兩點吊法。

3" 鋼架橋結(jié)構(gòu)安裝

3.1" 基礎(chǔ)安裝

由于本工程工期緊，為滿足施工進度，提前將基礎(chǔ)進行預(yù)制，待基礎(chǔ)施工時將預(yù)制塊搬運至設(shè)計位置。按設(shè)計軸線間距進行定位。

3.2" 鋼柱安裝

根據(jù)本工程的平面和立面形狀、結(jié)構(gòu)形式、現(xiàn)場施工條件等因素，鋼結(jié)構(gòu)按照縱向分段、豎向分層進行施工安裝。

在第一層鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，對各連接部位及桿件安裝質(zhì)量進行驗收，驗收合格后方可進入下一層施工。在已安裝好的層段頂部搭設(shè)操作支撐架，進行該層安裝施工。除立柱安裝略有區(qū)別外，其他安裝程序及操作均與第一層相同，該層立柱底部采用對接焊縫，臨時固定需通過加設(shè)剛性斜撐進行固定。鋼柱的垂直度通過水平尺進行檢查，垂直偏差滿足規(guī)范要求。

除第一層立柱長度不同需要單根安裝外，其余層可根據(jù)吊裝能力采取地面拼裝單元后進行吊裝，該安裝方法可以確保在地面鋼結(jié)構(gòu)焊接直接及減少安全隱患。在地面將4根立柱根據(jù)設(shè)計間距進行四邊形固定，然后安裝頂層橫梁和斜撐。

3.3" 壓型鋼板安裝

在鋼立柱頂部通過壓型剛板過渡，作為雪道基礎(chǔ)整體平面，板梁連接如圖6所示。

4" 結(jié)論

1）經(jīng)多方案比選，采用JM-5T卷揚機配合50 t履帶吊進行現(xiàn)場單結(jié)構(gòu)吊裝的運輸方案，提高機械利用率及傳統(tǒng)施工強項盈利利潤率。

2）對鋼柱、鋼梁、鋼斜撐以及壓型鋼板進行分段、分層、定位安裝，最大限度地保證了施工質(zhì)量，解決施工難度大、機械物料運輸困難等難題。

3）總結(jié)了適用于地形復(fù)雜、坡度大、構(gòu)件安裝精度要求高的鋼結(jié)構(gòu)的運輸及安裝工藝，為現(xiàn)代滑雪場工程建設(shè)提供參考和借鑒。

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作者簡介：安慧（1990-），男，工程師。研究方向為隧道與地下工程。