浅析管廊钢结构施工新工艺

高建宏

摘 要： 石化码头的钢管通道位于码头的入口桥上方，因此采用大跨度之间的钢桁架结构。通过对管道廊道的结构设计和节点设计进行分析，根据分析结果总结钢结构管道廊道设计中需要注意和改进的方面，以为今后分析设计提供参考资料。

关键词： 参考价值;改进措施;施工技术

【中图分类号】TU433 【文献标识码】B 【文章编号】1674-3733（2020）20-0208-01

在石化码头的建设中，钢管廊道（一种用于铺设管道的支撑结构）在工程实践中越来越多地被使用。在管道规划中，管道通道通常必须过马路，大跨度钢桁架已成为满足需求的首选结构类型。这是因为钢结构桁架跨度大、结构布局灵活、受力分析明确。在本文中，为了分析桁架结构的布局，构件截面的选择和计算，承压节点设计，柱脚节点设计问题，本文将以一个跨过石化码头通道桥的钢结构桁架为例。

1 项目概述

石化码头的管廊在其整体位置的前端。管廊主体为钢式结构，共计分为五层。管架式借助桁架式与纵梁式融合使用的结构规划方案。其具有30米宽的墩台坡道入口，从而道路的间距也务必要超过五米，同时还要避开道路两边的管墩地基。由此可见，位于石化码头，整体结构钱的管廊应该使用空间钢结构衔架的方案。梁管廊还用作桁架的垂直支撑。

2 桁架设计

穿越码头的桥梁管架采用钢桁架的平行弦桁架结构。桁架长度为45m，水平柱间距为6m，垂直高度为6.4m，桁架间距为6.1m，在竖向腹板杆和竖向腹板与弦横梁的接缝中间安装了横梁，梁的长度为3m，管架总共安装了5层管道，每层的垂直间距为1.6m。

桁架结构的每个构件的力主要是轴向张力或压力，并且根据铰接的桁架来计算和分析内力。通过设计，可以通过合理地布置构件来合理地分布结构的内部浮力，以使整个结构对支撑件的水平推力最小，并最大程度地利用桁架结构的材料强度。

2.1 桁架荷载值

2.1.1 管道竖向荷载

根据管道行业的市场行情，全方位的研究了管道介质重量、管道重量、试压水重量、设备配件重量和其他过程载荷，管道作用在桁架梁上垂直载荷等于3kN/m2。

2.1.2 管道水平荷载

管廊桁架梁上的管架全部为滑动支撑，因此管架水平荷载为管与钢梁之间的水平摩擦力。

2.1.3 抗震效果

依照8度（0.20g）的抗震加固进行规划。

2.1.4 根据基本风压设计

依照0.55kN/m2进行规划。

2.1.5 基本雪压

依据0.35kN/m2进行规划。

2.2 桁架截面选择

在计算桁架时，分别将上述管道的管道的水平荷载、风荷载、竖向荷载、地震荷载等作用在管廊桁架上的荷载效应结合起来，并借助相关的技术软件对整体结构进行定性研究，同时进行造型确定桁架部分。Q345B是制成钢部件的主要部件，桁架柱为600×600×28箱形柱，上下弦是热轧H型钢H400×400×20×30，梁是热轧HM294×200×8×12，腹板构件双槽钢使用时，双垂直腹板是双槽钢25a。对角腹板在桁架端部具有更大的内力，并且越靠近桁架中部，对角腹板的内力越小，因此在两端使用对角腹板双槽钢36a，中间对角腹板为双槽钢32a。为了增加扁平外部桁架的刚度和整体稳定性，减少扁平外部钢梁的计算长度并承受可能的横向载荷，水平支撑沿桁架的水平方向布置，水平支撑使用角钢L90×8。

2.3 桁架设计注意事项

除了满足桁架结构设计中的力要求外，管架的挠度不应超过挠度极限，并且管架的挠度是管道的最大允许挠度要求，即设备柱沿管架纵向的长度。从内部看，管道支撑点的最大挠度差不超过30毫米。在计算与桁架相邻的下管架上的载荷时，务必要严格观察并分析管道以及水锤的膨胀情况，进而避免相应的管架载荷上升情况出现。对香菱闲驾的首个滴管架的跨度进行计算的过程中，作用在其上的水平和垂直载荷要比正常大得多，并且必须将二者乘以增加倍数的1.5倍才能解决管道的膨胀和收缩。

3 桁架支撑节点设计

桁架的两端分别由延伸托梁的桁架钢柱的支撑点支撑，并且桁架结构中使用的所有载荷都通过托梁传递到钢柱，然后再通过钢柱传递到基础。由于桁架跨度为45m，跨度较大，因此桁架与钢柱采用的连接方式为柔性连接，可以调节自身的位移和变形，减小支座的水平力，降低结构强度。即，桁架的一端由铰链支撑件支撑。一端由滑动支架支撑。

该桁架铰链支撑的方法如下。桁架的下部绳索直接包裹在钢柱的延伸托梁中，连接钢板的开口是一个圆孔。

滑动轴承方法如下。桁架的下部绳索直接包裹在钢柱的延伸腿中，连接钢板的开口是一个矩形孔，螺栓可以产生单向滑动。该滑动轴承不仅可以释放剪切力和温度应力，同时具备构造简明、高承载能力、适应能力强大以及维护成本低廉等诸多特点。

4 桁架柱脚节点设计

应注意桁架柱脚的设计：

在设计柱脚接头时，构成柱脚的地板、地脚螺栓、钢筋和其他组件必须具有足够的刚度和强度，并且这些组件必须可靠地相互连接。

固定的裸露柱脚在负载下应视为半刚性。柱脚弯曲时的机械性能主要取决于地脚螺栓的性能。柱脚的故障主要是由于地脚螺栓损坏。因此，为了满足柱腳的固定并改善变形和支撑，不允许在柱脚上形成塑料铰链之前扣紧地脚螺栓和底板，该设计为地脚螺栓提供了15%-20%的余量。

对于闲价钢柱来讲，必要的调节、安置以及固定等工作完成后，要实用相关的特殊材料来填满混凝土基础与柱及二者之间的空隙，例如，相比于普通混凝土强度更高的高强度微膨胀细石混凝土，以加强柱基并确保抗剪强度。

5 结束语

要优化合理的管廊桁架构件布置和选择。管廊桁架采用直通式平行钢结构桁架式。通过计算和分析合理地放置腹板构件，从而澄清和减少结构应力。在设计管道桁架支撑节点时，经常性的使用脚链来连接悬架以及钢柱的一端，而另外一端则借助活动来进行支撑。这种支撑方式不但拥有构造简便，操作简洁等诸多特点，同时在需要的情况下，还能够对其位置进行轻微的调整，减小支撑的水平力。立柱脚是刚性固定且裸露的立柱脚。通过以上过程落实对管廊钢结构施工结构工艺的革新。

参考文献

[1] 杨东辉.浅谈城市综合管廊监控中心施工技术[J].城市建筑，2020（14）：100-102.

[2] 王臻.城市地下综合管廊结构施工分析[J].中阿科技论坛（中英阿文），2019（03）：59-62+175-179.

[3] 司阳.小半径曲线段高效过站技术施工应用[J].建筑技术开发，2019（14）：48-49.