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盐城南洋机场T2航站楼主体钢结构施工技术

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作者:余少乐 郭春 吴量 颜峻生 张学伟 陈新喜 中国建筑第八工程局有限公司 摘要  ● ●


作者:余少乐 郭春 吴量 颜峻生 张学伟 陈新喜

中国建筑第八工程局有限公司


摘要 


盐城南洋机场T2航站楼主体钢结构由屋盖钢结构、单层网壳、异形钢管柱、钢框架结构、钢雨棚等组成。其中屋盖钢结构属于超大面积空间曲面,跨度大,安装要求高;单层网壳由箱型方管钢梁焊接形成双曲面大跨度方格网壳结构,现场定位安装难度大;钢管混凝土柱为国内首例“地圆天菱”异形柱,对现场吊装精度要求很高。整个工程施工难度大,通过采用合理的施工方案顺利完成了施工。

1 项目情况







1.1 工程建设概况


盐城南洋机场T2航站楼及配套工程,建筑总面积49 000 m2,包括T2航站楼、地下车库、站前高架。T2航站楼高27 m,东西长183.6 m、南北宽75.6 m、地上2层、局部地下1层,首层柱距布置为18×18 m、2层柱距布置为36×36 m、地上面积27 708 m2、地下2 276 m2。车库地下1层,东西长168 m、南北宽155.2 m、高度5 m,柱距布置为9×18 m,面积为19 570.2 m2;站前高架共9联,总长401.492 m,整体效果如图1所示。T2航站楼主体钢结构主要由屋盖钢结构、外露单层网壳、锥形钢管柱、3层钢框架结构、钢雨棚等组成,钢构件主要材质为Q345B、Q390B和Q390C,如图2所示。


a—俯视;b—侧视。
图1 盐城南洋机场T2航站楼效果


a—钢结构三维分布;b—钢结构立面示意。

图2 主体钢结构示意


1.2 屋盖钢结构


屋盖钢结构由纵向桁架、横向桁架、天窗及封边梁结构等组成,屋面系列钢结构的加工及安装共历时6个月,总质量为1 832 t,其中屋面桁架1 211.427 t、天窗197.196 t、水平支撑53.56 t、封边梁339.699 t。屋面桁架为变径管桁架,跨度大,质量重,在加工方面难度较同径管桁架增加。整个屋盖由18根钢管混凝土柱支承,通过柱顶的成品铰支座与钢柱相连。屋盖桁架主要由圆管组成,通过相贯焊连接。桁架间通过圆管支撑连接,屋盖分布有9个天窗结构,如图3所示。


图3 钢结构屋盖示意


1.3 外露单层网壳


外露单层网壳钢结构位于钢屋盖西北侧,总质量超过1 000 t,单根最大质量18 t。外露单层网壳为大跨度、大波浪、大悬挑、三维空间造型,如图4所示。单层网壳体4个斜撑以自身平滑曲线斜向延伸通过地面成品铰支座与承台相连,单层壳体杆件之间的节点均为刚接。


图4 单层网壳示意


1.4 钢管混凝土柱


T2航站楼共有18根钢柱,钢柱柱距为36×36 m,总质量共367.32 t。本工程钢柱为钢管混凝土柱,每根钢管柱分为两节:第1节柱为直径1 200 mm的圆管柱,第2节为异形柱(标高在6.150 m以上),此异形柱为国内首例“地圆天菱”异形柱,其下口径为1 200 mm,上口径为845,852 mm两种,最长约15.02 m,最大质量13.85 t,如图5所示。


图5 钢管混凝土柱示意


1.5 钢框架结构


3层钢框架结构位于T2航站楼的2层,质量共约330 t,主要为商业夹层,由H型钢梁、箱型钢柱组成,3层楼面上铺设压型钢板,如图6所示。


图6 3层钢框架结构示意

施工难点和解决方案 











盐城南洋机场T2航站楼主体钢结构施工的难点主要体现在:异形钢管柱现场安装难度大、屋面钢结构跨度大、外露单层网壳安装难度大,具体表现在:


1)每根钢管柱分为2节,异形钢管柱构件重,长度较长,起吊不便,垂直度及标高调整过程较为困难。


2)T2航站楼屋面钢结构高27 m,东西长183.6 m、南北宽75.6 m,屋面桁架最大跨度36 m,空间跨度大,高度高。杆件在空间分布广,变化大。


3)外露单层网壳主要构件为箱型梁,箱型梁截面大,而且为大跨度、大波浪、大悬挑、三维空间造型,安装难度大。

3 施工方案











整个主体钢结构的施工流程为:预埋地脚螺栓安装异形钢管混凝土柱,安装3层钢框架结构,分区分段吊装屋面钢结构,最后吊装外露单层网壳结构,整个施工流程如图7所示。


a—地脚螺栓预埋;b—首节柱吊装;c—第二节柱吊装;d—1单元吊装F3层吊装;e—屋面桁架吊装;f—外露单层网壳吊装。
图7 主体钢结构安装示意


3.1 预埋地脚螺栓


根据所测放出的轴线,将预埋钢板和锚栓整体就位,找准水平钢板的纵横向中心线,使其与测量定位的基准线吻合,然后用水准仪测出水平钢板顶标高,标高利用垫铁进行调整。在水平钢板上弹出竖向卷钢板的位置线,经校正后将水平钢板与竖向卷钢板焊接牢固,以竖向卷钢板作为吊装第1节钢管柱的定位措施。地脚螺栓的施工顺序为:桩基础(浇筑至锚栓设计标高底部)→预埋钢板和锚栓整体吊装就位→绑扎底板底层钢筋→测量校正→绑扎底板上层钢筋→环形钢板调平、固定→浇混凝土至底板面。


3.2 航站楼钢管混凝土柱安装流程


安装流程如图8所示。钢管混凝土柱按照结构层进行分段,首节钢柱长5.3~8.7 m,质量5.7~7.8 t;二节钢柱长5.6~13.4 m,质量6.7~11.2 t。首节钢柱采用1台1 000 kN履带吊就近吊装,第2节钢柱采用2台2 500 kN履带吊沿施工道路退步进行吊装,吊车行走时铺设基箱。


a—安装调节螺母;b—柱脚起吊;c—柱脚就位;d—对钢柱进行调整;e—柱脚固定;f—第二节钢柱起吊;

g—钢柱吊装及就位;h—钢柱临时固定;i—钢柱标高调整;j—扭转调整;k—钢柱的焊接;l—吊装完后用缆风绳固定。
图8 钢柱安装示意


3.3 屋面钢结构的安装


屋面钢结构安装遵循分区、分步的原则:桁架及悬挑桁架分段吊装,天窗分片吊装,其余部分高空散装。根据屋面桁架结构,结合施工流水线的划分情况,将整个屋面结构分为1区、2区、3区,如图9所示。


图9 屋面钢结构分区示意


整个屋面的安装顺序为先安装钢柱之间纵、横向主桁架,再安装主桁架之间的次桁架。待锥形柱内混凝土浇筑、成品支座安装完成后,使用履带吊进行屋面上方桁架吊装,根据现场的施工条件及道路情况,先安装1区;接着安装2区,最后安装3区,安装流程如图10所示。


a—1区屋面桁架吊装;b—1区悬挑桁架吊装;c—2区屋面桁架吊装;d—3区桁架吊装。
图10 屋面钢结构安装流程


天窗形状类似菱形,双层结构,下层为焊接箱型梁,上层为H型钢组成的类似菱形结构,上、下两层通过天窗柱连接,焊接箱型梁整体分为4段,形似“7”字行,如图11所示。安装顺序:先进行下一层焊接箱型梁的安装,4段“7”字形焊接箱型梁运输至现场后,拼装成菱形,整体吊装,四角通过端板与次桁架钢管焊接连接。下层焊接箱型梁吊装完成后,上层H型钢单元与天窗柱在地面拼装,整体吊装。


图11 天窗焊接箱型梁分段示意


3.4 外露单层网壳安装


吊装区域顺序划分如图12所示,单层网壳的安装过程如图13所示。


图12 单层网壳分区示意


外露单层网壳由箱型方管钢梁焊接形成方格网壳结构,整体宽约180 m,高约22.1 m,最大单根箱型钢梁的截面尺寸为1 200 mm×600 mm×25 mm×25 mm,单层网壳底部连接处有四个支座支撑,顶部与桁架端部相连,形成整体稳定结构。因为网架整体宽约180 m,单层网壳宽度方向较大,为避免安装误差累计,提高施工效率,故单层网格安装方法采取“设置支撑胎架,散件原位吊装,由中间向两侧、由底部向顶部”的施工顺序。


a—安装V形柱脚;b—设置支撑胎架;c—安装1/2单元主钢梁;d—安装1/2单元次钢梁;
e—完成其余单元的安装;f—拆除支撑胎架完成单层网壳结构安装。
图13 单层网壳安装流程

4 结束语











盐城南洋机场主体钢结构主要由屋盖钢结构、外露单层网壳、锥形钢管柱、3层钢框架结构、钢雨棚和检修马道等组成,总质量超过3 500 t。屋盖钢结构是不规则的曲面造型,东西长183.6 m、南北宽75.6 m,屋面结构跨度大、屋面桁架的拼装难度高;外露单层网壳由箱型方管钢梁焊接形成双曲面大跨度方格网壳结构,网壳整体宽约180 m,高约22.1 m,现场定位安装难度大;钢管混凝土柱第二节异形柱为国内首例地圆天菱异形柱,对现场吊装精度要求很高。盐城南洋机场主体钢结构施工过程难度大,通过合理安排施工顺序,采取有针对性的施工方案,顺利完成了主体钢结构的施工,取得良好的效果。

来源:余少乐, 郭春, 吴量, 等. 盐城南洋机场T2航站楼主体钢结构施工技术[J]. 钢结构, 2019, 34(2): 90-94.

doi: 10.13206/j.gjg.201902017

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全部评论
  • zhongxiangzx
    zhongxiangzx 2020年07月29日 11:43:17 2楼

    长见识了,对于建筑这一块完全不懂

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  • 心平气和1118
    心平气和1118 2020年08月02日 15:08:40 3楼

    多谢楼主分享好资料!

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