比金山机场庞巴迪维修机库

SSDA 2022 获奖项目

项目信息：

建筑设计：Civils承包有限公司

结构设计：REIDsteel公司

钢结构承包商：REIDsteel公司

总承包商：Civils承包有限公司

业主：伦敦比金山机场开发有限公司

评审委员会评语：

位于比金山机场的庞巴迪新总部是英国最大的双悬挑机库，可以提供两个净面积为7,200㎡的空间，包括160m净跨的大开洞，可实现悬挂式起重机的全提升覆盖。建筑中脊部分在支撑悬挑部分的同时也容纳了建筑的功能空间。该结构获得了非常好的隐含碳指标，与伦敦能源转型倡议（LETI，London Energy Transition Initiative）2030的期望值保持一致。

庞巴迪伦敦比金山服务中心是庞巴迪2022年建成的第4个大型维修工厂。该工厂取代了伦敦通用航空机场的另一个工厂。与此同时，这家加拿大飞机制造商计划到2025年让其售后市场收入增长1/4，达到20亿美元（约合人民币137.53亿元），相当于庞巴迪飞机服务市场的一半。伦敦东南部通用航空机场的机库有22个机位，能够容纳14架环球7500飞机，是庞巴迪于2017年搬入的附近机库设施的两倍多。庞巴迪称，比金山是英国最大的制造商拥有的维修设施工厂。该公司在柏林设有另一个欧洲服务中心，在巴黎勒布尔歇等多个机场设有较小的维修站。比金山工厂自2022年7月以来一直在运行。

伦敦比金山机场是英国业务增长最快的机场，在资本的加持下将转型成为一个世界级的航空中心。这个标志性机场的最雄心勃勃且具有技术挑战性的开发项目是一个为航空巨人庞巴迪打造的壮观的双悬挑“超级机库”，这也是英国同类型机库中最大的一个。业主的愿景是要打造设有两个160m净跨的入口和悬挂式起重机的先进维护、修理和大修（MRO，Maintenance，Repair and Overhaul）服务中心，同时配有办公空间和一个贵宾休息室。

负责结构设计以及作为钢结构承包商、机库大门加工商以及幕墙公司的REIDsteel公司的早期参与对于这个项目的成功是非常重要的，考虑到要安装的要素以及要和一个45m长的悬挑桁架对齐，从而容纳复杂的机库大门减速装置以及悬挂式起重机——这些都需要面对比常规的大跨结构更加严格的变形标准。

在考察了传统的机库设计方案后，项目团队给出了一个节约成本的设计方案，在结构性能方面是非常高效的，在机库部分采用悬挑桁架结构，在办公及优雅的玻璃贵宾休息室部分则采用传统的梁柱构造，在其屋顶结构内凭借隔板作用，仅需最少的支撑。

这个价值工程化的悬挑设计连同承载单元，大大降低了材料的用量，用钢量仅为1,600t，大大低于传统设计的用钢量。该设计使得机库区域的屋顶仅凭内柱安全跨越而无需设置任何内部支撑，从而实现了业主想要获得两个净面积为7,200㎡的巨大无遮挡空间的愿望。

大跨悬挑结构因其上弦杆的张拉连接节点特性，其内在的抗连续性倒塌性能较弱。为了解决这个问题，同时有助于满足严格的变形要求，采用了承载桁架以确保每个框架都能得到其相邻框架的支撑，并且减小了在起重机荷载和风荷载下的变形差。这又带来了一个新问题，这个加工允许误差会导致一个框架比其相邻框架要高一些，从而造成了不可承受的高荷载。解决这个问题的关键在于要保持承载桁架的“松弛”，直到所有的永久荷载都施加完毕后再将预加载的螺栓连接节点紧固。除此之外，考虑到机库的一侧安装完毕而另一侧还未安装时的临时状态，对安装顺序的仔细筹划以及对桁架结构的预起拱也是非常有必要的。

在1层办公空间之上还提供了另外的楼面区域，尽管这不是原来任务书内容的一部分，却为机电设备、绿植以及储物提供了额外空间。因此，那些用来平衡悬挑部分的配重被富有成效地利用起来，而不是被埋在地下作为基础的一部分。

另外一处和原来任务书要求不尽相同的部分是对于两个机库都为悬挂式起重机提供了100%的全覆盖，而不是原定的50%，这也为最终用户提供了未来所需的升级空间。双悬挑设计也意味着在50年的设计年限内可以对机库进行扩建以满足变化的需求。另外，采用钢结构作为主结构在将来可以有延长设计寿命、循环或者再利用的可能，这一点也符合循环经济的原则。

通过设计过程体现的价值工程节省了钢材，节约了加工和安装时间，也减小了项目对环境的影响。用钢量的降低是减少850t隐含碳的关键。屋顶还设计了太阳能板，假定有50%的覆盖率，每年约可减少300t的碳排放。

伦敦比金山机场、Civils承包公司以及REIDsteel公司的紧密协作确保了钢结构的高效交付和成功安装，包括45m的桁架的一吊两箱式提升方案，从而减少了单个起重机所需的吊臂高度。在这样一个一直处于运转中的机场环境内所要面对的其他物流挑战还包括要考虑航班的日程安排以及在可见度较差时对于吊装工作的限制。

尽管该机库设计是具有创新性的，仍旧可采用标准设备来进行建造。一吊两箱式提升方案是采用两台55t的移动式起重机来实现的，还有一台40t的移动式起重机布置在框架中间，承载桁架和冷弯钢檩条用来确保临时状态下结构的稳定性。

在核心筒一侧的椽条安装时，另一侧的椽条则正在支架上进行组装，准备在第二天进行安装。最终完工的结构是一栋宣言式的建筑，无论是结构钢，还是由墙面及玻璃打造的光洁的外观，所有这些构成了一个引人注目的当代建筑，也为21世纪的最高品质的MRO（维护、修理和大修）设施设立了新标杆。