摘要：根据国家环保政策和企业可持续发展的需要，需对现有料场进行全封闭棚化改造，使扬尘和污水污染得到有效控制。其中在煤场煤棚管桁架结构施工中，需要遵循基本的要求，多角度分析与研究，制定完善的施工方案，鉴于此，本文选择荷花池煤场封闭改造，从现实出发，针对煤棚的管桁架结构施工进行了简单论述，以此为同类项目奠定基础。
关键词：煤场；煤棚；管桁架；结构施工
1、工程概况
荷花池煤场位于攀钢弄弄坪主厂区内，煤场南北长约350m，东西宽约140m，基本呈长方形，总占地面积约5.2万m2。该厂房290m（长）×136m、141m（宽）共约4万㎡采用单跨钢排架结构，柱顶标高为25m，屋架采用组合式巨型钢管桁架，厂房柱及屋架采用Q345B，其余采用Q235B。煤棚跨度为136m（5榀）和141m（3榀），加上两边山墙柱及屋架共10榀，边支柱柱顶标高为25.0m，屋脊顶标高为47.00m，面积为4万m2(投影面积)。巨型管架支承于两侧钢柱上，钢柱尺寸6m*4.5m*25m; 重量22t支承点每侧10个；屋面板选用0.80mm厚YX130-300-600型瓦灰色彩色压型钢板。
2、立柱组对安装
根据立柱图装配平台上进行组装，立柱尺寸6m*4.5m*25m.保证整体尺寸在规范要求范围内。每根立柱重量为22t。
先组装6m方向的上下平面桁架，保证上下平面度要求，在将上平面用龙门架及4个5t手拉葫芦吊装到一定高度，下弦平面找平，装立杆，控制好外形尺寸，在将上弦定位，后装斜杆。搭设架手架进行组装焊接，最后装配顶面H型钢架。保证顶面与管架的垂直度要求。底座板在基础上找平固定，管支架安装时与之焊接。
安装：在基础检查无误后进行立柱的安装，安装采用一台50t与一台75t汽车吊进行双机抬吊。50t抬底部，75t吊车吊装顶部，在柱顶完全垂直后拆掉50t吊车，75t吊车吊装到位，采用2台经纬仪进行找正。最后与底板焊接。
3、屋架组对安装
屋架系统主要由10榀管桁架组成，五榀管桁架长131m，重约144t，三榀管桁架长136m,重约150t，采用现场组对安装，两边山墙含两榀屋架。主要包括以下几点①屋架在如上图的位置进行组对，安装。所有屋架组对都在煤场的1-3线完成，在此区域设置一块区域为地面整体组装区，所有的2-9线屋架都在地面胎架1-3线全部组装完成。②屋架地面组对在所2-3线进行，在地面设立好组对平台，平台高于皮带机，以保证煤场能正常生产作业。③屋架安装从9线开始向2线安装，使用两台300t履带吊装就位，所有8榀屋架统一组装完成后，进两台300t履带吊进行安装，从9线向2线进行安装。如场地不允许组装8榀屋架，则采用四榀屋架同时组装，四榀组装完成后吊装四榀，再组装剩余四榀屋架，至到安装完成。
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图1 屋架组对安装图
4、屋架组对
屋架系统主要由8榀管桁架组成，每榀管桁架重144-150t。
（1）临时支撑组装平台设置
由于施工时要保证煤场生产，必须保证堆取料机和皮带运输系统的运行，桁架组装、焊接、吊装皆在皮带机上部完成。堆取料机轨道面高出地面1.5m，皮带机高度为1.2m，施工时要保证堆取料机的进出，组装胎具必须高出地面3m作为基准面，整条长度为131m。采用井字架设置临时支架，井字架高3m，上面再制作马凳式支撑，将马凳上平面统一在一个标高上。将Φ529*12主管在上平面进行组对焊接。
（2）下弦杆件组对和起拱
在调节支撑上将下弦杆件Φ529*12主管组装成整体，主管对接焊缝应与节点位置相错500mm以上；主管完成组装焊接后即可进行起拱，起拱值按照下表选择。
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起拱采用千斤顶顶升的方法，在每个节点附近，利用1t千斤顶将下弦杆件Φ529*12主管顶升到相应的起拱值，再用钢板垫在调节支撑与主管之间。见下图。
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下弦杆件Φ529*12主管起拱到位后，用经纬仪、水准仪检查、调整两主管间的几何尺寸，保证以下内容达到要求：
各节点处的起拱值一致；
各节点处的标高值一致；
两主管应平行且垂直距离达到设计要求；
采用汽车吊首先完成下弦杆件水平垂直杆件的组对，其次完成下弦杆件水平斜杆的组对。
（3）上弦杆件组对
在下弦杆件组对焊接完后，即可在其上进行上弦杆件组对，组对的方法见下图。
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上弦杆比下弦杆长568 mm,分成两段组对，一段按照设计尺寸，另一段将主管长度放大100mm。见下图。
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（4）上弦杆提升
上弦杆组对完成后，即可提升进行上下弦杆间的系杆安装。提升采用门形吊架。门形吊架的布置同井字支架位置。
门形吊架由Ф273×10的无缝钢管制成。为保证门形吊架的稳定，在其两边打上缆封绳。最高门形吊架为14.5m。
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（5）上下弦杆组对
首先将第二段上弦杆提升，并超过其组装位置；其次提升第一段上弦杆到组装位，这时，利用汽车吊组装第一段上弦杆与下弦杆间的杆件，组装顺序为，先立杆后斜杆；调整第二段上弦杆的高度，先完成端头五个节点的杆件安装，然后，再调整第二段上弦杆的高度完成第一段上弦杆与第二段上弦杆的对接，最后组装完成其它节点的杆件安装。下弦杆件Φ478*14主管起拱到位后，用经纬仪、水准仪检查、调整两主管间的几何尺寸，保证以下内容达到要求：各节点处的起拱值一致；各节点处的标高值一致；两主管应平行且垂直距离达到设计要求；采用汽车吊首先完成下弦杆件水平垂直杆件的组对，其次完成下弦杆件水平斜杆的组对。
（6）上弦杆件组对
在下弦杆件组对焊接完后，即可在其上进行上弦杆件组对，组对的方法见下图。
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（7）上下弦杆组对
首先将第二段上弦杆提升，并超过其组装位置；其次提升第一段上弦杆到组装位，这时，利用汽车吊组装第一段上弦杆与下弦杆间的杆件，组装顺序为，先立杆后斜杆；调整第二段上弦杆的高度，先完成端头五个节点的杆件安装，然后，再调整第二段上弦杆的高度完成第一段上弦杆与第二段上弦杆的对接，最后组装完成其它节点的杆件安装。
5、管桁架的焊接
（1）焊接工艺
焊接方法：采用手工电弧焊进行焊接。
焊接材料：钢材材质为Q235B，选用E4303焊条。
钢材材质为Q345B，选用E5016焊条。如果设计要求有特殊规定，则按照设计要求执行。
（2）焊接工艺评定
按照JGJ81—2002标准规定，对施焊材料进行焊接工艺评定，以获得可靠和适宜的焊接工艺参数及方法。焊接工艺评定应以可靠的焊接性能为依据。Q235B、Q345B具有良好的焊接性能。
焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位焊接熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。
（3）焊接参数
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（4）焊接过程
①尽量保持短电弧；需要摆动时，宽度不超过线径的2.5倍；应采用起弧返回运条技术或使用引弧板引弧。②存在立焊时，应在立焊中使用摆动技术，焊条直径应在4.0mm以下。③焊接时导电嘴到工件的距离应控制在15-20mm。④每一焊道熔敷金属的深度和熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度。
（5）焊接变形控制措施：
①下料时，预留焊接收缩余量；装配时，预留焊接反变形。②装配前，矫正每一零件的变形，保证装配公差符合表的要求；使用必要的装配胎架，工装夹具，隔板和撑杆；③同一构件上尽量采用热量分散，对称分布的方式施焊。
6、屋架卸载
屋架组装焊接完成后，先松开上部龙门架的导链，检查相应的屋架数据是否有什么变化，再进行卸载下旋调节支架的荷载，再使用千斤顶将临时调节支架力量卸载，使所有的井字架不再承受屋架的力量，屋架全部力量转移到两边的立柱上，屋架卸载完成后，再检测屋架下弦的起拱度变化，在规范范围内，屋架组装完成。
屋架组装完成后，先拆除上部龙门架，再拆除临时支架，最后拆除井字架，转移到下施工区域进行上面施工流程，直至完成整个施工作业。
7、屋架吊装
（1）在1-4线将所有4榀屋架在地面组装完成，在地面组对时可以四榀屋架同时进行，屋架先组对9、8、7、6线，使用两台300t汽车吊吊装完成后，再组装2－5线屋架，将9线屋架组装在靠9线方向，6线组装位置靠1线方向，四榀屋架组装完成后，先吊装9线屋架，将9线屋架吊起后向后倒退行驶至9线位置进行安装。再将吊车穿过屋架底部再吊8线屋架，以此类推，最后将2线屋架吊装完成。因A列有挡墙，所以屋架只能斜起组装，为保证四榀屋架能同时组装，所以需要A列场地1－3线，C列场地1－4线。
（2）4榀屋架共需4组马凳支撑架，4组龙门架。屋架组装完成后，再进两台300t履带吊进行吊装，吊车将屋架吊起后从组对位置吊至安装位置，在履带吊运行线路上对路面进行换填，并在上面满铺钢板。增加地面承载力。
（3）屋架安装从9线向2线安装，安装完一榀吊装下一榀，直至所有屋架安装完成。
（4）吊点选择在两个副煤场位置，每台吊车采用四点绑扎，固定钢丝绳长度，四个点在屋架的四个节点上。
（5）双机台抬吊同步控制
①在吊机两侧和后退方向设置专人盯守，首先保证吊机的停车位置一致，吊机在停车位置统一将回转半径调整到12m进行锁钩。
②将桁架吊离马凳高100mm左右，检查桁架有无变形及吊机的受力情况，无误后，将桁架起吊到超过堆煤场煤堆高度，稳定后开始双机行走。
③两台150t履带式起重机行走速度严格控制在1m/s，沿位置标线行走，以保证速度和行走方向一致。
④同时，在两台300t履带式起重机前方两侧各设一名观察指挥员，对吊机行走过程中的同步情况进行检查，发现问题及时沟通解决，要求每行走5m即检查核对一次。
⑤行走到位待桁架稳定后，即可安装到位。桁架安装到位后对准支架位置固定，并检查中线、标高，无误后紧固螺栓，完成安装。
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8、屋面檩条、天沟安装
（1）檩条安装前应先全部油漆完毕；
（2）檩条安装首先由桁架横向跨开始安装，并且把第一跨全部安装完毕，检验其安全质量，确认檩条高度，间距等技术数据完全符合设计要求后，再进行满焊，后续檩条全部以第一跨为标准，依次安装；
（3）檩条端部对接应保证对接平整度以及直线度，如有超差，应进行调整，使之全部达到设计要求。
（4）天沟安装：天沟安装前应全部油漆完。采用25吨进行吊装到位。落水管位置在立柱两次，便于雨落管的固定。
9、屋面瓦安装
本屋面底板由施工单位厂内加工，汽车运输至工地现场进行安装，屋面面板长度较长无法运输，需在工地现场加工制作。现场需留宽度为10m，长度为35m的空地，面板在地面上加工好后利用斜道或吊车运输至屋面上进行安装。
（1）堆放场地应平整，应用垫木使板离地0.20m左右，垫木应平整且间距不得大于2m。
（2）板材的搬运应轻拿轻放，避免磕碰，严禁拖地，以免破坏板材。
（3）首先确定安装起始点，该点的确定就根据设计图纸及现场情况确定。安装时还应弹基准线，以免出现累积误差。
（4）确定好安装方向，弹射基准线后从一端向另一端一块块安装。
（5）两块平行面的边缘搭接应平直，从而保证室内美观。
（6）板尺寸无误、表面干净、无可察觉的凹凸和折纹、接槎顺直、纵横搭接均成直线，接缝均匀整齐，严密无翘曲、无错钻孔洞。
（7）安装方法
①在檩条上搭设人行走道，确保施工安全和施工进度。
②安装前应首先把板材表面清除干清，然后检查板面是否有残留物，如有用清洁剂和水把混和物清洗干净，并用干布抹干表面的湿气。
③屋面板的铺设方向必须是逆主导方向铺设。在屋面板安装过程中必须随时弹线，以防累积误差。
④在屋面板安装过程中，屋脊盖板和防水堵头安装必须同时跟上。
⑤屋面板对集中荷载较敏感，因此屋面板施工时，施工人员不得聚集在起，以避免集中荷载导致屋面板的局部破坏。
⑥安装屋面板时采用边吊运边安装，至少要做到把吊运屋面上的屋面板当天安装完，凡是当天没有安装完的屋面板，必须采取相应措施防止坠落。
结语：
综上所述，本文主要选择荷花池煤场煤棚管桁架结构施工方案进行分析，不仅分析了组装、吊装，还分析了安装等工序，具有整体性，符合施工的基本要求。
参考文献：
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