大型滑雪场钢结构工程施工技术

李潇潇 马晓术

(1.国家知识产权局专利局材料工程发明审查部，北京 100088； 2.滕州市市政工程管理处，山东 滕州 277500)

1 工程概况

广州万达茂滑雪场是万达茂主题公园的一部分。包括滑道高区、滑道低区、滑雪乐园区三个部分，下部为混凝土结构主体，屋盖、雪道层等部位为钢结构，最大跨度达110 m，总用钢量约1.86万t，滑雪场内的滑道高度从66 m逐渐下降到地面，滑道高区与停车楼有一个很大的架空区域，采用四个落地筒支承。滑道以上的净高要求为20 m～22 m，而滑雪乐园区净高要求为30 m。滑雪场屋面标高从最高点的98 m，随滑道坡度逐渐下降到滑雪乐园区的40 m标高,其建筑效果如图1所示。

滑道高区和滑道低区属于滑雪场的主体部分，包括滑道高区屋盖层桁架、雪道层桁架、侧面桁架柱、抗风桁架、滑道低区屋盖层桁架以及钢楼梯、檩条、马道等。滑道高、低区和滑雪乐园区的分隔缝相互分开，屋盖为空间管桁架结构体系，高区屋盖通过侧面桁架柱与下部雪道层桁架连成整体形成大跨空间结构，整个主体结构通过支座传递荷载至四个落地筒支承。低区屋盖通过支座、埋件与两侧混凝土排柱相连。高、低区屋盖之间相互独立，连接处设置伸缩缝，其结构分区如图2所示。

雪道高区包括雪道转换桁架层及上部小滑雪道、侧面桁架柱、抗风桁架、屋盖桁架等。上部主体结构支撑在四个筒柱上。屋盖结构最大标高为98.00 m，桁架最大跨度达到110 m，高度约9 m，雪道层桁架高度约10 m，如图3所示。

滑道低区包括屋盖、屋面檩条、马道、钢梁、支座等部位。本区域钢结构屋盖与一标段乐园区相连接，结构最高点标高约81.80 m，最低位置位于端部，标高约59.40 m。屋盖桁架结构最高约9 m，为组合桁架结构体系，结构最大跨度为110 m,如图4所示。

2 钢结构施工方案

根据结构特点和现场的施工环境条件，采取的施工方案如下：

雪道转换桁架层、高区屋盖、低区屋盖主要使用1台800 t履带吊、2台400 t履带吊作为吊装机械。

雪道转换层采取“地面分片拼装+高空分片吊装+嵌补杆件散装”方式进行，根据先主后次、由内到外原则顺序吊装，原则上先行吊装筒上柱顶桁架，再行吊装筒间主次桁架，然后吊装外围边桁架及次桁架，最后吊装上部小滑雪道。

屋盖采取“地面分块拼装+高空单元总装+分块累积滑移安装”方式进行，滑移拼装平台位置均设置在高区端部，在宽度方向设置三条滑移轨道，下部滑移轨道水平布置，滑移时上部支架结构整体平移就位。

高区落地筒上柱顶支座安装完成后予以限位固定，待落地筒之间主次桁架全部安装焊接完毕后再行释放，主要考虑上部结构采取滑移安装方式，会带来支座结构内部应力变化，释放后让支座尽可能符合设计状态要求，因此在上部结构滑移安装前先将筒上支座予以释放。施工流程如图5～图7所示。

为了满足本工程雪道层桁架高空安装和定位精度要求，本工程在安装过程中共需设置18组重型格构式组合临时支撑。其中9组支撑为三肢腿支撑以控制支撑稳定。同时，为实现屋盖高、低区带支撑倾斜累积滑移安装，经过计算分析，在轨道下方共设置20组临时支撑，轨道上方设置13组临时支撑，临时支撑局部设置斜向支撑确保滑移过程中稳定性。

3 钢结构安装施工关键技术

3.1 雪道桁架层安装

雪道桁架层主要包括高低落地筒间主桁架、两侧支撑屋盖结构的边桁架及桁架间联系次桁架结构，主桁架采用箱型结构桁架结构，桁架高度约10 m，桁架重量较重。边桁架及联系次桁架均为钢管桁架，桁架高度约10 m。根据雪道转换桁架层主次桁架施工顺序，先主后次、由内而外的原则，确定雪道层400 t和800 t吊装机械站位和行走路线。

3.2 屋盖带支撑倾斜累积滑移安装技术

1)安装总体思路的确定。

本工程滑道高区、滑道低区屋盖结构安装高度极高，高区最高安装高度达98 m，低区最大安装高度达85 m，且屋盖结构跨度最大达110 m，均为超大跨度空间结构，屋盖桁架高度高约9 m，桁架结构体量大且重量超重。经过综合比较分析，上部屋盖结构安装采取对屋盖中央区部分进行累积滑移施工、周边范围采取分段吊装的施工方案。其中滑道高区屋盖滑移区共分布9榀主桁架范围，共划分为4个滑移单元进行滑移施工，滑道低区屋盖滑移区分布11榀主桁架范围，划分为5个滑移单元进行累积滑移施工。低区屋盖重量1 900 t，高区屋盖重量2 100 t，屋盖合计重量4 000 t，通过两个累积滑移段斜向呈4°倾角向下滑移完成整个屋盖工程。

2)滑移分块划分。

上部屋盖结构均为钢管桁架结构，桁架跨度较大、高度较高约10.5 m高。根据施工方案及分段划分方案，屋盖桁架结构均划分为立体钢管桁架分段。桁架立体分段拼装方法及工艺与雪道层次桁架采取相同工艺，首先将立体桁架拆分成平面桁架单元，平面桁架单元在集中拼装场地进行拼装，然后将已拼装完成的平面桁架单元在立体组拼胎架上进行立体组拼成吊装分段。高区屋盖及侧面桁架分段如下，低区与高区类似。

3)滑移装置设置。

根据计算，每条轨道上布置4个滑移顶推点，每个顶推点设置1套滑移设备，6条轨道合计使用滑移设备24套。滑移过程中为控制滑移加速度和保证有坡度带支架向下滑移安全性，在第一排滑移竖向格构撑增加6套防滑夹轨器，防滑夹轨器与向下顶推夹轨器反向设置，确保整个滑移支架体系在受到风荷载等水平外力作用下不会向下串行。防滑夹轨器仅在顶推夹轨器松开、其油缸缩缸过程中工作(夹紧轨道)，如图8所示。

4)滑移施工顺序。

先拼装低区屋盖并累积滑移至低区设计位置，再拼装高区屋盖并累积滑移至设计位置。对于低区，首先滑移分块1在总装平台安装焊接完成后，整体向前推进一跨后进行滑移分块2安装焊接，完成后再推进一跨进行滑移分块3安装焊接，重复直至全部5个分块累积滑移就位，高区与之类似。滑移施工过程如图9所示。

4 结语

广州万达茂滑雪场钢结构由雪道桁架层、屋盖桁架和侧向桁架组成，结构形式新颖，跨度大、结构高、施工条件复杂。文中提出的雪道桁架层分段拼装再吊装的施工方法以及屋盖带支架倾斜累积滑移安装方法很好的解决了施工过程中的技术难题，节约了施工成本，缩短了施工工期，获得了良好的经济效益。本文中的施工技术可为类似复杂工程提供参考。