淺析管廊鋼結構施工新工藝

高建宏

摘 要： 石化碼頭的鋼管通道位于碼頭的入口橋上方，因此采用大跨度之間的鋼桁架結構。通過對管道廊道的結構設計和節(jié)點設計進行分析，根據(jù)分析結果總結鋼結構管道廊道設計中需要注意和改進的方面，以為今后分析設計提供參考資料。

關鍵詞： 參考價值;改進措施;施工技術

【中圖分類號】TU433 【文獻標識碼】B 【文章編號】1674-3733（2020）20-0208-01

在石化碼頭的建設中，鋼管廊道（一種用于鋪設管道的支撐結構）在工程實踐中越來越多地被使用。在管道規(guī)劃中，管道通道通常必須過馬路，大跨度鋼桁架已成為滿足需求的首選結構類型。這是因為鋼結構桁架跨度大、結構布局靈活、受力分析明確。在本文中，為了分析桁架結構的布局，構件截面的選擇和計算，承壓節(jié)點設計，柱腳節(jié)點設計問題，本文將以一個跨過石化碼頭通道橋的鋼結構桁架為例。

1 項目概述

石化碼頭的管廊在其整體位置的前端。管廊主體為鋼式結構，共計分為五層。管架式借助桁架式與縱梁式融合使用的結構規(guī)劃方案。其具有30米寬的墩臺坡道入口，從而道路的間距也務必要超過五米，同時還要避開道路兩邊的管墩地基。由此可見，位于石化碼頭，整體結構錢的管廊應該使用空間鋼結構銜架的方案。梁管廊還用作桁架的垂直支撐。

2 桁架設計

穿越碼頭的橋梁管架采用鋼桁架的平行弦桁架結構。桁架長度為45m，水平柱間距為6m，垂直高度為6.4m，桁架間距為6.1m，在豎向腹板桿和豎向腹板與弦橫梁的接縫中間安裝了橫梁，梁的長度為3m，管架總共安裝了5層管道，每層的垂直間距為1.6m。

桁架結構的每個構件的力主要是軸向張力或壓力，并且根據(jù)鉸接的桁架來計算和分析內力。通過設計，可以通過合理地布置構件來合理地分布結構的內部浮力，以使整個結構對支撐件的水平推力最小，并最大程度地利用桁架結構的材料強度。

2.1 桁架荷載值

2.1.1 管道豎向荷載

根據(jù)管道行業(yè)的市場行情，全方位的研究了管道介質重量、管道重量、試壓水重量、設備配件重量和其他過程載荷，管道作用在桁架梁上垂直載荷等于3kN/m2。

2.1.2 管道水平荷載

管廊桁架梁上的管架全部為滑動支撐，因此管架水平荷載為管與鋼梁之間的水平摩擦力。

2.1.3 抗震效果

依照8度（0.20g）的抗震加固進行規(guī)劃。

2.1.4 根據(jù)基本風壓設計

依照0.55kN/m2進行規(guī)劃。

2.1.5 基本雪壓

依據(jù)0.35kN/m2進行規(guī)劃。

2.2 桁架截面選擇

在計算桁架時，分別將上述管道的管道的水平荷載、風荷載、豎向荷載、地震荷載等作用在管廊桁架上的荷載效應結合起來，并借助相關的技術軟件對整體結構進行定性研究，同時進行造型確定桁架部分。Q345B是制成鋼部件的主要部件，桁架柱為600×600×28箱形柱，上下弦是熱軋H型鋼H400×400×20×30，梁是熱軋HM294×200×8×12，腹板構件雙槽鋼使用時，雙垂直腹板是雙槽鋼25a。對角腹板在桁架端部具有更大的內力，并且越靠近桁架中部，對角腹板的內力越小，因此在兩端使用對角腹板雙槽鋼36a，中間對角腹板為雙槽鋼32a。為了增加扁平外部桁架的剛度和整體穩(wěn)定性，減少扁平外部鋼梁的計算長度并承受可能的橫向載荷，水平支撐沿桁架的水平方向布置，水平支撐使用角鋼L90×8。

2.3 桁架設計注意事項

除了滿足桁架結構設計中的力要求外，管架的撓度不應超過撓度極限，并且管架的撓度是管道的最大允許撓度要求，即設備柱沿管架縱向的長度。從內部看，管道支撐點的最大撓度差不超過30毫米。在計算與桁架相鄰的下管架上的載荷時，務必要嚴格觀察并分析管道以及水錘的膨脹情況，進而避免相應的管架載荷上升情況出現(xiàn)。對香菱閑駕的首個滴管架的跨度進行計算的過程中，作用在其上的水平和垂直載荷要比正常大得多，并且必須將二者乘以增加倍數(shù)的1.5倍才能解決管道的膨脹和收縮。

3 桁架支撐節(jié)點設計

桁架的兩端分別由延伸托梁的桁架鋼柱的支撐點支撐，并且桁架結構中使用的所有載荷都通過托梁傳遞到鋼柱，然后再通過鋼柱傳遞到基礎。由于桁架跨度為45m，跨度較大，因此桁架與鋼柱采用的連接方式為柔性連接，可以調節(jié)自身的位移和變形，減小支座的水平力，降低結構強度。即，桁架的一端由鉸鏈支撐件支撐。一端由滑動支架支撐。

該桁架鉸鏈支撐的方法如下。桁架的下部繩索直接包裹在鋼柱的延伸托梁中，連接鋼板的開口是一個圓孔。

滑動軸承方法如下。桁架的下部繩索直接包裹在鋼柱的延伸腿中，連接鋼板的開口是一個矩形孔，螺栓可以產生單向滑動。該滑動軸承不僅可以釋放剪切力和溫度應力，同時具備構造簡明、高承載能力、適應能力強大以及維護成本低廉等諸多特點。

4 桁架柱腳節(jié)點設計

應注意桁架柱腳的設計：

在設計柱腳接頭時，構成柱腳的地板、地腳螺栓、鋼筋和其他組件必須具有足夠的剛度和強度，并且這些組件必須可靠地相互連接。

固定的裸露柱腳在負載下應視為半剛性。柱腳彎曲時的機械性能主要取決于地腳螺栓的性能。柱腳的故障主要是由于地腳螺栓損壞。因此，為了滿足柱腳的固定并改善變形和支撐，不允許在柱腳上形成塑料鉸鏈之前扣緊地腳螺栓和底板，該設計為地腳螺栓提供了15%-20%的余量。

對于閑價鋼柱來講，必要的調節(jié)、安置以及固定等工作完成后，要實用相關的特殊材料來填滿混凝土基礎與柱及二者之間的空隙，例如，相比于普通混凝土強度更高的高強度微膨脹細石混凝土，以加強柱基并確?？辜魪姸?。

5 結束語

要優(yōu)化合理的管廊桁架構件布置和選擇。管廊桁架采用直通式平行鋼結構桁架式。通過計算和分析合理地放置腹板構件，從而澄清和減少結構應力。在設計管道桁架支撐節(jié)點時，經常性的使用腳鏈來連接懸架以及鋼柱的一端，而另外一端則借助活動來進行支撐。這種支撐方式不但擁有構造簡便，操作簡潔等諸多特點，同時在需要的情況下，還能夠對其位置進行輕微的調整，減小支撐的水平力。立柱腳是剛性固定且裸露的立柱腳。通過以上過程落實對管廊鋼結構施工結構工藝的革新。

參考文獻

[1] 楊東輝.淺談城市綜合管廊監(jiān)控中心施工技術[J].城市建筑，2020（14）：100-102.

[2] 王臻.城市地下綜合管廊結構施工分析[J].中阿科技論壇（中英阿文），2019（03）：59-62+175-179.

[3] 司陽.小半徑曲線段高效過站技術施工應用[J].建筑技術開發(fā)，2019（14）：48-49.