首钢京唐钢铁联合有限责任公司球团料场改造封闭工程位于河北省曹妃甸工业区。项目依照节能环保、绿色生产等设计理念出发，通过在首钢京唐钢铁联合有限责任公司厂区内露天原料厂上方新建拱形钢结构大棚，实现物料的全封闭生产管理，控制粉尘污染。大棚主体结构采用张弦拱桁架结构体系，圆钢管桁架主体截面为三角形，拉索采用半平行钢丝束外包PE，支座采用球形铰支座。项目整体跨度为245米，长度650米，最高标高约为63.7米，项目建成后成为当时世界最大单跨跨度的张弦拱桁架建筑，被称为“世界第一跨”。
图1 曹妃甸球团料场张弦拱桁架封闭大棚
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索结构体系
1）该工程拉索采用半平行钢丝束钢索，钢丝为强度级别1670MPa的低松弛热镀锌钢丝，钢索采用冷铸锚，双层护套。
2）由于该工程钢桁架跨度超大，且结构体量较大，拱形桁架所承受的竖向荷载和水平推力较大，基于结构稳定、施工安全等方面进行考虑，拉索安装点距按照191米超大拉索距进行设计，突破常规大、中跨预应力钢桁架结构150米以内的拉索设计范围。见图2～图5。
主要构件见表1。
图2 拉索位置图
图3 拉索示意图
图4 拉索索夹示意图
图5 拉索安装节点示意图
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索结构施工
1）拉索应力值计算
综合考虑桁架结构特点及桁架滑移施工工艺特点，为保证施工过程中桁架结构的稳定性及作业安全性，施工前期采用Midas Gen有限元模拟分析技术（图6），对桁架施工过程结构变形及拉索应力变化情况进行模拟分析，确定桁架拉索最佳张拉力值。
图6 拉索张拉验算模型图
2）高空作业支撑系统搭设
针对特大跨度张弦拱桁架结构的安装施工，保证桁架高空作业安全性、便捷性及桁架滑移出胎稳定性，研发了一种集成同步滑移装置的多用途支撑系统（图7）。该支撑系统集安全通道、高空作业平台、同步滑移装置、拉索安装平台等用途于一体。拉索施工时，可利用支撑系统顶部的1.5米外伸悬挑平台（图8），进行索体的高空牵引安装及原位张拉作业。
图7 多功能支撑系统示意图
图8 1.5米外伸平台结构示意图
3）拉索高空安装
该工程桁架创新应用双向组合滑移施工工艺进行安装，桁架结构在支撑系统上拼装完成后，滑移至1.5米外伸悬挑平台位置进行拉索的安装施工。采用拉索高空牵引安装技术，施工时，通过采用卷扬机、放索盘及桁架下弦杆拉设的钢丝绳、滑轮组等装置，将拉索由一端向另一端进行高空牵引安装（图9），安装过程注意防止索体与支撑系统的碰撞。
图9 拉索牵引安装示意图
4）拉索高空张拉
采用拉索高空原位张拉技术，根据拉索的仿真验算应力值，配合采用张拉设备，在支撑系统顶部1.5米外伸悬挑平台位置进行拉索的高空张拉（图10）。张拉前，检查索张拉所用的设备与仪表是否在有效的计量标定期内，张拉设备形心与拉索形心是否重合，以保证预应力拉索在张拉时不产生偏心。拉索的张拉作业分两级进行，一级张拉至设计值的70%，二级张拉达到拉索设计拉力时超张拉5％。同时确保张拉完成后，索力偏差不大于设计索力的5%。
图10 拉索高空张拉施工
5）施工过程监测
拉索的安装、张拉施工根据桁架的组装、滑移进度，逐榀在支撑系统上进行操作施工，为确保桁架结构出胎后的稳定性，采用数字全站仪对施工全过程进行跟踪测量，通过观测桁架下弦5个点位的下挠情况，实时与设计允许偏差值进行比对，确保整体结构的安装精度与稳定性（图11）。
图11 桁架下挠观测点位布置示意图
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工程照片
图12 拉索安装节点图
图13 拉索施工图
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参考文献
[1]吴晓龙，张渊.245m超大跨度拱形预应力张弦桁架结构设计与施工[J].建筑科学，2022，38（7）：141-149
[2]李卫学，李文松，吴晓龙，曹凯.逆向累积滑移法在预应力管桁架中的应用[J].山西建筑，2021，1（47）：43