大型复杂施工场区水平运输综合技术

国家会议中心二期主体结构项目地上首层为转换桁架层，主要包括会议区（北侧）和展览区（南侧），会议区与展览区之间为大屯北路（市政道路）；2层（标高20.000~30.000?m）为框架层，主要用途为会议室；3层（标高30.000?m~屋面）为宴会厅、峰会厅、贵宾午宴厅及屋顶花园；主体结构顶部为屋面预应力网壳结构。

1　场区环境及水平运输概况

本工程场区东侧为天辰东路，西侧为天辰西路，南侧为大屯路，北侧为科荟南路，其中大屯北路横穿场区。场区东南角为地铁奥林匹克公园站出站口，西侧天辰西路下方为地下环隧，场区周边环境复杂。场区内，地下部分的平面尺寸为456?m×192?m，地上部分的平面尺寸为456?m×144?m，其中 ① 轴~ ? 轴为 主体部分， ? 轴~ 轴为序厅部分， 轴东侧为下沉庭院，场区内环境复杂（图1）。

图1　场区平面位置示意

针对施工场区面积大、环境复杂等特点，为满足施工进度计划要求，采取以下措施解决场地水平运输问题。

（1）在大屯北路位置设置钢栈桥作为贯通场地的行走通道，钢栈桥还兼有保护大屯北路市政光缆的 功能。

（2）在场区东侧设运输通道，由天辰东路直通塔式起重机底部，该通道在满足构件运输功能需求的同时，还可兼作拆除塔式起重机时的通道。

（3）在展览区范围铺设可移动路基箱，作为大型履带式起重机的作业平台，辅助塔式起重机安装转换桁架。

2　临时钢栈桥

本工程场地南北向长度达456?m，大屯北路设置的钢栈桥生根于基础筏板，采用格构柱支撑桁架的形式。钢栈桥上方为贯通场地东西的行走通道，下挂大屯北路市政光缆桥架，用于解决场地东西贯通和大屯北路地下市政光缆的保护问题。

用于支撑钢栈桥的格构柱间距9?m，截面尺寸为3?m×3?m，高13?m；上部采用桁架形式，高1.5?m，宽2?m，长200?m，其上满铺花纹钢板（图2）。

图2　钢栈桥示意

3　运输通道兼塔式起重机拆除通道

由于东侧的塔式起重机位于靠近场地中间位置，塔式起重机无法直接从天辰东路吊运构件，经综合考虑场地情况、结构形式和塔式起重机位置，设置直通塔式起重机下部的运输通道，使每两条运输通道形成环路，以便运输高峰期车辆循环进出；至施工后期，将运输通道改造为用于拆除塔式起重机的通道。

3.1　运输通道

（1）运输通道加固至宽度不小于10?m，采用盘扣式支撑架，支撑架立杆的纵横间距为0.6?m×0.6?m，步距1.5?m，支撑高度11?m。

（2）经使用有限元软件验算，支撑架最大轴力为–21.04?kN，最大应力为–60.79?N/m㎡，最大应力比为0.43，满足要求（图3）。

图3　支撑架应力云图（计算机截图）

（3）在楼板混凝土支模板、浇筑和养护阶段，支撑架起模板支架的作用；待楼板混凝土达到设计强度后，支撑架起加固运输通道的作用。

3.2　塔式起重机拆除通道

塔式起重机采用大型汽车式起重机进行拆除，汽车式起重机站位于塔式起重机根部。

塔式起重机拆除前需搭设拆塔通道，具体做法是先拆除塔式起重机根部的部分运输通道的支撑架，采用 ? 609×16钢管反顶支撑结构梁（图4），梁上部铺设路基箱，作为汽车式起重机行走及吊装的工作面；而保留其余位置的运输通道支撑架，作为汽车式起重机的行走通道。

图4　拆塔通道圆管支撑

经有限元软件验算，钢管支撑的最大应力为–100?N/m㎡，路基箱最大应力为279?N/m ㎡ ，满足要求。

4　路基箱

展览厅区域转换桁架重达1.6万t，单个构件最重57?t，仅靠塔式起重机无法满足吊重及吊次需求，为此采用重型履带式起重机配合塔式起重机进行结构安装。

由于重型履带式起重机为150?t履带式起重机和300?t履带式起重机，须采用路基箱加固施工作业区 域。履带式起重机先由运输车辆运到塔式起重机底部，由塔式起重机在路基箱上组拼后，进行施工作业，最后再由塔式起重机进行拆除并吊至运输车辆上，经运输通道撤离现场。

4.1　150?t履带式起重机路基箱

本工程利用展览厅北侧区域楼板承载力高的特点，在楼面梁上使用型钢支撑路基箱，满足履带式起重机行走及作业需求（图5）。

图5　在拆塔通道上铺设路基箱

支撑型平面钢采用加肋的H200×200×8×12，长2?m；路基箱尺寸为2?m×9?m，采用工40和工32工字钢及16?mm厚钢板拼装构成。经有限元软件验算，路基箱局部应力集中位置的应力为345?N/m㎡，满足要求（图6）。

（a）

（b）

（c）

图6　150?t履带式起重机路基箱

（a）路基箱铺设平面；（b）路基箱铺设剖面； （c）150?t履带式起重机在路基箱上作业

4.2　300?t履带式起重机路基箱

利用展览厅南侧地下室框架柱纵横向间距相同的特点，在柱顶位置支撑品字梁，品字梁上布置鱼腹式路基箱，以满足履带式起重机行走及作业需求 （图7）。

（b）

图7　300?t履带式起重机路基箱

（a）路基箱铺设剖面；（b）300?t履带式起重机在路基箱上作业

品字梁总长12?m，高1?m，其中间位置高0.6?m，宽1?m，采用20?mm厚钢板和35?mm厚钢板拼装焊接而成；鱼腹式路基箱尺寸为2?m×9?m，中间位置高0.7?m，梁端高0.4?m，采用20?mm厚钢板拼装焊接而成。经使用有限元软件验算，品字梁局部应力集中位置应力为345?N/m㎡，鱼腹式路基箱最大组合应力为298?N/m㎡，满足要求。

5　结束语

国家会议中心二期项目场地复杂，施工组织难度大，为此采用钢栈桥解决了场地东西贯通和大屯北路地下市政光缆的保护问题；采用运输通道兼塔式起重机拆除通道，解决了东侧构件进场和塔式起重机拆除的需求；在履带式起重机作业区域铺设路基箱，解决了展厅区域转换桁架的安装问题。采用上述措施，解决了国家会议中心二期项目复杂场地水平运输困难的问题，为工程顺利实施创造了条件。