摘  要  合肥新橋國際機(jī)場航站樓鋼結(jié)構(gòu)施工中，選用塔吊為主、輔助以履帶吊作為安裝機(jī)械；構(gòu)件采用分段吊裝方式安裝。施工安裝中的輔助措施等統(tǒng)籌在深化圖紙中綜合考慮，方便了現(xiàn)場操作，加快了安裝進(jìn)度。虹吸落水管埋置在鋼柱內(nèi)，通過在深化、加工等前期階段的統(tǒng)籌考慮，取得了令人滿意的安裝結(jié)果。
關(guān)鍵詞  航站樓  鋼結(jié)構(gòu)  施工

1 工程簡介
      合肥新橋國際機(jī)場位于合肥市肥西縣高劉鎮(zhèn)，航站樓總建筑面積為11.2萬m2，為一新建機(jī)場，詳見圖1。
 
 

圖1 一期航站樓效果圖

      一期航站樓平面投影呈“熱帶魚”狀，航站樓橫向長約804m，縱向最大寬度約161m，建筑最大高度約30m。標(biāo)高7.90m以下結(jié)構(gòu)分為5個區(qū)，屋面結(jié)構(gòu)連成整體，在伸縮（抗震）縫處用抗震可動支座連接構(gòu)件，在構(gòu)造上分為5個溫度（抗震）區(qū)段，詳見圖2。
 

圖2 工程分區(qū)示意圖

      本工程結(jié)構(gòu)呈對稱布置，即一區(qū)和五區(qū)，二區(qū)和四區(qū)對稱，三區(qū)以中軸線對稱。從三區(qū)向兩側(cè)的一、五區(qū)結(jié)構(gòu)由30m過渡到17m標(biāo)高。一、五區(qū)兩層--3.9m和7.9m，均為鋼框架結(jié)構(gòu)。二、三、四區(qū)鋼結(jié)構(gòu)主要為鋼管倒三角桁架（部分為箱型梁）、兩側(cè)箱型柱、跨中鋼管柱以及次桁架（梁）、桁架檁條等；混凝土結(jié)構(gòu)則主要分布在內(nèi)部7.9m以下區(qū)域，3區(qū)局部有13.9m混凝土夾層。
      中柱則全部是圓管柱。一、五區(qū)屋蓋梁均為箱型截面，兩層樓面梁均為H型鋼梁。二、四區(qū)則各有11榀剛架，其中4榀桁架，其余為箱型截面鋼梁；三區(qū)11榀全部為桁架。
      五個區(qū)域邊柱為箱型，呈57~63度角傾斜；除二、四區(qū)陸側(cè)鋼柱為插入式鋼柱外，其余各區(qū)鋼柱均直接落地。桁架與箱型邊柱間通過轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)過渡。結(jié)構(gòu)輪廓內(nèi)部圓管柱為插入式柱腳，圓管柱頂與桁架通過固定鉸支座連接。
三區(qū)陸側(cè)與高架橋通過四個行人通道相連接，詳見圖3紅色部分。通道設(shè)置區(qū)域沒有7.9m出發(fā)層，直接為±0.00m上空，詳見圖3~4。
 

 圖3  航站樓主結(jié)構(gòu)示意圖



圖4  候機(jī)樓室內(nèi)內(nèi)景效果圖
 

2  施工安裝方案
      2.1 方案比對
      由前文所述，航站樓鋼結(jié)構(gòu)大部分支承在混凝土結(jié)構(gòu)之上，部分鋼柱為插入式柱腳，且存在混凝土夾層區(qū)域；再加上結(jié)構(gòu)輪廓為不規(guī)則弧線型，因此滑移施工方案對本工程而言，不適合。結(jié)構(gòu)為雙向受力體系—主結(jié)構(gòu)為鋼梁（桁架）與鋼柱組成的剛架，其間為次梁或次桁架，檁條為方管、角鋼桁架式，且結(jié)構(gòu)平面維度尺寸較大，因此液壓提升方案無論是可行性還是提升點(diǎn)設(shè)置，都有無法跨越的障礙。
      主結(jié)構(gòu)為傳力路徑清晰的剛架體系，次結(jié)構(gòu)也均為桁架或?qū)嵏沽?，因此?gòu)件宜選擇分段吊裝。吊裝機(jī)械可選擇塔吊、大噸位履帶吊。
吊裝機(jī)械布置時，對比考慮了三種方案。
      第一種方案，在空側(cè)地面設(shè)置兩臺行走式塔吊，塔吊軌道與建筑外輪廓距離5m相切，主要負(fù)責(zé)三區(qū)及二、四區(qū)空側(cè)結(jié)構(gòu)吊裝；二、四區(qū)陸側(cè)設(shè)置兩臺固定式塔吊；然后再補(bǔ)充4臺履帶吊負(fù)責(zé)吊裝大型構(gòu)件及一、五區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)件。該方案全部吊裝機(jī)械均設(shè)置在建筑輪廓之外。
      第二種方案為：在三區(qū)7.9m出發(fā)層之上設(shè)置兩臺行走式塔吊，塔吊軌道鋪設(shè)方向?yàn)閺目諅?cè)到陸側(cè)、平行于剛架軸線，主要負(fù)責(zé)三區(qū)鋼結(jié)構(gòu)吊裝。其余吊裝機(jī)械設(shè)置思路則與方案一相同。
      第三種方案，行走式塔吊不設(shè)置在二層出發(fā)大廳混凝土樓面上，而是設(shè)置在三區(qū)人行通道所在區(qū)域的±0.00m地面上。固定式塔吊則布置在二、四區(qū)空側(cè)，然后再輔以履帶吊。
      為實(shí)現(xiàn)方案一吊裝機(jī)械不侵入建筑輪廓內(nèi)的目的，在構(gòu)件合理分段的前提下，塔吊需選擇D800以上型號，履帶吊則需要300噸以上。而且，空側(cè)場地因存在挖填方，需要對塔吊行走區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行剛性硬化。因此，本方案不夠經(jīng)濟(jì)。
      方案三可以減少方案二中所需的兩條長度130m的樓面加固措施，經(jīng)濟(jì)性較為優(yōu)越。但由于陸側(cè)高架橋施工工期緊迫，需與鋼結(jié)構(gòu)基本同期展開施工，因此，行走式塔吊布置區(qū)域場地受限，更遑論設(shè)置構(gòu)件臨時堆場。故本方案也不得不放棄。
      因此方案二成為最終方案。二層樓面行走式塔吊所需加固措施及計(jì)算，已在別的文章里發(fā)表，本文不作贅述。
      2.2 現(xiàn)場方案總體思路
      航站樓各區(qū)結(jié)構(gòu)基本獨(dú)立，這個特點(diǎn)使得各區(qū)獨(dú)立施工的思路能夠?qū)崿F(xiàn)。
      鋼結(jié)構(gòu)總體安裝流程為：首先安裝一、五區(qū)鋼結(jié)構(gòu)；然后二、三、四區(qū)鋼結(jié)構(gòu)同步對稱鋪開。
      各區(qū)具體施工次序如下：
      一、五區(qū)均是從兩翼向中部推進(jìn)。同時又均是樓面框架吊裝完成后，形成一個穩(wěn)定的受力體系，再吊裝屋蓋剛架體系，然后吊裝屋蓋次梁及桁架檁條，最后安裝剛架立面幕墻鋼結(jié)構(gòu)。
      二、四區(qū)大流程為首先吊裝7榀實(shí)腹剛架，然后吊裝4榀桁架剛架。具體到單榀剛架，則，首先陸側(cè)插入式柱腳、跨中鋼管柱與土建同步推進(jìn)，其次吊裝陸側(cè)第二段鋼柱及空側(cè)鋼柱，然后分段吊裝剛架梁（桁架），每剛架合攏后吊裝桁架檁條，最后吊裝剛架間立面幕墻鋼結(jié)構(gòu)。三區(qū)施工基本與該兩區(qū)域相同。
      兩臺150噸履帶吊分別負(fù)責(zé)陸空側(cè)外圍箱型柱及轉(zhuǎn)換節(jié)吊裝；兩臺SC7030行走式塔吊主要負(fù)責(zé)三區(qū)屋面鋼梁（桁架）段以及檁條等構(gòu)件吊裝；兩臺TC7052固定式塔吊則負(fù)責(zé)二、四區(qū)鋼結(jié)構(gòu)吊裝。一區(qū)、五鋼結(jié)構(gòu)采用50噸履帶吊輔以25噸汽車吊進(jìn)行吊裝。具體詳圖5~6。
 

3、施工配套處理技術(shù)
      施工吊裝方案是整個施工組織中的核心，對鋼結(jié)構(gòu)而言，圖紙深化、生產(chǎn)加工等均應(yīng)圍繞施工方案展開。

3.1 深化設(shè)計(jì)處理
      本工程在實(shí)施過程中，主要難點(diǎn)之一為外圍傾斜邊柱安裝固定及精度保證。運(yùn)輸及數(shù)控下料等因素所限，箱型邊柱分作圓弧段及直段；二、四區(qū)陸側(cè)部分邊柱在7.9m位置向下插入混凝土柱之中，考慮配合土建施工進(jìn)度要求，及避免構(gòu)件過長所帶來的固定難度、對土建高支模的影響，上述類型鋼柱直段又分為兩段，分段點(diǎn)設(shè)在7.9m標(biāo)高之上1.2m位置。直段兩側(cè)翼緣板加焊耳板，外側(cè)作為連接臨時支撐銷軸耳板，內(nèi)側(cè)耳板作為攬風(fēng)繩固定之用。安裝時，根據(jù)深化模型所提供的精確空間坐標(biāo)，用柱腳模具校正錨栓位置。鋼柱直段吊裝時，通過攬風(fēng)及支撐精確調(diào)整鋼柱直段上端外口中的空間坐標(biāo)，內(nèi)口中作為復(fù)核。
      設(shè)計(jì)圖紙所要求的圓弧起訖點(diǎn)，作為圓弧段的起點(diǎn)和終點(diǎn)。這樣的分段可以方便套料，同時該分段可以滿足運(yùn)輸不超限。鋼梁或桁架，則根據(jù)塔吊作業(yè)半徑及吊重，并結(jié)合臨時支撐架與中柱支撐點(diǎn)進(jìn)行分段。分段點(diǎn)如下圖7~8所示。所標(biāo)注分段點(diǎn)均為現(xiàn)場吊裝分段點(diǎn)，圓弧段運(yùn)輸至現(xiàn)場后，現(xiàn)在地面與相鄰梁段對接好，然后再吊裝。吊裝時，彎弧段下口以完成固定的鋼柱作為固定點(diǎn)，另一端由四肢格構(gòu)支撐架支承。圓弧下端用連接夾板固定，在全部梁段均吊裝完成后，精確調(diào)整整榀剛架的空間位置，用臨時連接夾板固定，再焊接。



 

圖7  剛架分段示意圖



 

圖8  剛架分段吊裝圖

3.2 虹吸落水管處理
      在整個航站樓屋面，共設(shè)置了34個虹吸落水管，其中空側(cè)28個、陸側(cè)6個?？紤]建筑要求，虹吸雨水管均為不銹鋼管，埋置在箱型邊柱內(nèi)。但由此帶來加工及焊接質(zhì)量要求、節(jié)點(diǎn)設(shè)置以及鋼柱對接處理等一系列難題。
      3.2.1 虹吸落水管加工
      箱型柱內(nèi)設(shè)置了縱、橫向加勁板，箱體寬度僅為400mm，而且落水管自身管徑為159mm，施工操作空間較為狹窄。如果在箱型構(gòu)件基本完成加工后再進(jìn)行落水管加工，困難較大，且固定及埋設(shè)位置精度等將無法保證，詳見圖9。

 
圖9 箱型柱中虹吸設(shè)置位置示意
 

為解決以上困難，詳細(xì)考慮了虹吸落水管各種固定及調(diào)節(jié)措施方案，并將其揉進(jìn)深化圖紙。加工時，完成橫向加勁板及兩塊縱向加勁板定位后，在分段柱第二塊縱向勁板兩端焊接可調(diào)節(jié)支座；然后將虹吸落水管穿入橫向加勁板預(yù)留孔洞及調(diào)節(jié)支座中；完成該段落水管水壓試驗(yàn)后，再將箱型構(gòu)件翼緣板蓋上，完成組立。
      3.2.2 虹吸落水管現(xiàn)場對接
      相對于箱型柱，2~3mm的不銹鋼落水管要脆弱得多，而且，在對接時首先要保證的是箱型柱的錯邊量不超過規(guī)范。因此，虹吸落水管如何在吊、運(yùn)時進(jìn)行妥善保護(hù)，對接時如何保證焊接質(zhì)量及對接精度，都有一定的困難。
      為避免吊運(yùn)時碰撞虹吸落水管，特將虹吸落水管的伸出端設(shè)置在容易保護(hù)的柱段上端；而對接時，箱型柱兩側(cè)腹板均開設(shè)預(yù)留焊接操作孔，以方便虹吸管在箱型柱對接完成后施焊。焊接前，調(diào)節(jié)虹吸落水管對接位置上下的調(diào)整支座，以滿足其錯邊量。整根落水管全部焊接完成后見圖10，進(jìn)行水壓試驗(yàn)，重點(diǎn)觀察對接位置的氣密性。

圖10  虹吸落水管現(xiàn)場圖片

4  結(jié)論
      新橋國際機(jī)場航站樓施工方案選擇了以視野開闊、作業(yè)效率高的塔吊作為主要吊裝機(jī)械，對該工程鋼結(jié)構(gòu)如期完成施工，起到了較大的作用。由于塔吊功率較大，選擇該機(jī)械時注意施工場所變壓器是否需要增容。
      施工安裝方案是整個工程實(shí)施的核心，尤其是對于鋼結(jié)構(gòu)而言，其前期的深化圖紙，構(gòu)件加工次序及配套發(fā)貨，測量點(diǎn)位設(shè)置，不同工種施工人員配備多寡等，均需圍繞安裝方案進(jìn)行。一定要充分重視深化圖紙的作用，加強(qiáng)深化與現(xiàn)場的銜接。
      將虹吸落水管植入鋼柱中，滿足了建筑美觀要求，但也帶來了加工及安裝困難等一系列問題，尤其是無法更換，對落水管的加工、施工質(zhì)量要求極高。而且為防止虹吸落水管對接口有水汽散逸，落水管通常采用的卡扣式連接無法滿足，必須采用氬弧焊接，因此錯邊量及焊接質(zhì)量要求很高。這要求鋼結(jié)構(gòu)與虹吸廠家對技術(shù)方案、圖紙深化、加工制作及吊運(yùn)等每一個階段均要考慮周詳，并在每一個階段要通力配合、充分銜接。在加工及現(xiàn)場施工的各階段，在隱蔽前都需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)。在本工程中，由于預(yù)先考慮了吊運(yùn)保護(hù)、支座可調(diào)節(jié)等一些列問題，虹吸落水管施工取得了令人滿意的安裝質(zhì)量效果。

參考文獻(xiàn)
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      作者簡介：范鵬濤（1976-），長江精工鋼結(jié)構(gòu)（集團(tuán)）股份有限公司安徽分公司總工程師，主要從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工。
      聯(lián)系地址：安徽六安市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)長江精工工業(yè)園（237161）。