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旭日东升竞风流:长沙黄花国际机场新航站楼钢结构工程

点击数:5606  时间:2012/5/22 9:01:43

  旭日东升竞风流

  ——长沙黄花国际机场新航站楼钢结构工程简介

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黄花机场

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黄花机场主体结构

  湖南长沙黄花国际机场新航站楼位于长沙县黄花镇高岸村原机场航站楼西南侧,是湖南省、长沙市的重点工程。新航站楼取意旭日东升、千帆竞渡、百舸争流,由前端主楼、中间连廊、后侧3个“半岛”式候机厅等组成,总建筑面积约为157,700平方米,是湖南省迄今为止最大的钢结构桁架结构单体工程,钢结构用量约16000吨。建成后,将通过连廊与老航站区同时使用。

  工程简介

  本工程为地下2层(开敞式)、地上2层(局部夹层),总建筑高度为39.9米,采用空间钢结构桁架组成受力体系,设计分为A、B、C、D、E共5个区域。A、B区标高8米以上,为大空间钢结构,柱为钢管混凝土柱,屋顶为钢管桁架结构,且A、B区屋盖、钢柱以1/29轴为中轴对称。C区标高8米以上、D区标高7.5米以上、E区标高7米以上,均为钢管混凝土柱+屋顶钢管桁架结构。E区标高7米以下,除底板为钢筋混凝土结构外,其他均为钢管混凝土柱+组合楼板结构。各区房中房为全钢结构。新航站楼采用Q345B材质的钢管,通过相贯线焊接组成立体桁架,主桁架之间通过次结构连接,组成稳定的空间结构体系。在焊缝重叠较多、受力集中区域的节点采用钢铸件,确保受力合理、结构安全。

  七大施工难点及对策

  难点一:施工分区较多,钢结构安装区域较大。本工程分为A、B、C、D、E共5个区域,施工长度较长、区域广、面积大,如何合理地组织钢结构安装流水施工,直接关系到总包方的工期计划能否顺利实现。

  解决对策:施工按A、B、C、D、E共5个分区组织流水施工,并为每个区域配备相应的施工机械设备和独立的施工班组,采用合理的施工方案,细化各个分区的施工工期,并明确各个分区的控制节点,确保总工期控制达到总包方或业主要求。

  难点二:多管相贯节点杆下料。多管相贯的节点很多且形式复杂,在制作中,切割相贯线管口的杆件长度、焊接收缩等因素直接影响到工程的整体质量。

  解决对策:用X-steel或AUTOCAD软件建立三维线框模型,将此模型转换成DXF格式,输入WIN3D设计软件对相贯杆件进行相贯线分析。按照分析后的数据,在PIPE-COAST软件中输入各种杆件事先确定好的焊接收缩余量及机械切割余量,再按照制作要领书选择正确的加工设备和切割速度、坡口角度等工艺元素,生成单根管件的加工指令,后再根据材料规格进行合理的套料,将放样程序下发车间,分批切割下料。

  难点三:铸钢件的焊接。本工程在V形柱部分采用了铸钢节点,因此存在Q345B与铸钢ZG340-640异种钢间的焊接,如何选择适当的焊接工艺、保证焊接质量是本工程的重点。

  解决对策:通过对铸钢ZG340-640及Q345B进行碳当量分析,选择适当的预热温度、焊接材料、焊接电流、焊接电压的焊接工艺参数,并根据以上参数进行工艺评定,如果不能满足设计要求,将继续选择焊接工艺参数,直至满足需要。在施焊过程中,严格按照焊接工艺卡(根据焊接工艺评定报告编制)进行施工,以保证焊接质量。

  难点四:钢桁架拼装及吊装。本工程主要钢结构体系为空间桁架结构,主桁架存在单榀重量较重、桁架本身长度过长等特点,因此如何避免在吊装过程中产生永久变形等问题是本工程的一大重点。而且,吊装方法的选择直接决定了结构的拼装精度、拼装焊缝质量等,是决定工程质量优劣的关键因素之一。

  解决对策:在本工程中,由于钢桁架构件存在长度过长、截面高度较高等特点,构件出厂前必须在车间内预拼装检验合格,部分桁架为散件或是分段运往现场。为确保桁架的拼装精度和质量,针对本工程桁架特点专门设计了拼装胎架,并且在其上设置了微调装置。

  在现场拼装并对接完成后,桁架吊装主要采用现有7台塔吊和1台150吨履带吊、3台50吨汽车吊配台安装。桁架吊装过程中采取现场高空散件拼装和搭设支撑架分段安装相结合的方案。

  难点五:支撑架卸载后钢结构的位移控制。本工程出发大厅主桁架跨度为60多米,安装过程中需搭设支撑架,该区域钢桁架结构由施工状态过渡到设计状态时,支撑架设置位置在结构卸载过程中自然下挠,其余结构也相应产生变形。完工后,结构状态与设计状态是否吻合是衡量施工质量优劣的重要指标。

  解决对策:在卸载前对支撑架卸载过程进行计算机模拟计算,对结构各部位位移值进行整理分析。在安装前进行支撑架搭设时,对搭设高度进行预加高,调整值根据计算结果确定。

  在卸载过程中,必须严格控制循环卸载时的每一级高程控制精度,设置测量控制点,在卸载全过程进行监测,并与计算结果对照,实行信息化施工管理,以保证最终完工时结构状态与设计状态相符。

  难点六:工期紧,如何保证拼装进度满足吊装的需要、施工顺序的确定。本工程结构杆件数量多,其中出发大厅有纵向桁架4榀、次桁架32榀以及若干榀檐口桁架,指廊结构共有34+2榀平面管桁架,C、E区航站楼各有平面管桁架12榀、三角管桁架16榀,D区航站楼有三角管桁架16榀。除空间桁架结构外,还有钢管混凝土柱、实腹柱、钢梁、钢檩条、钢支撑、钢梯、钢栏杆等结构件约5530吨。钢结构现场安装约8个月左右,工期紧,如何保证招标方的工期要求是本工程的重点之一。

  解决对策:结合类似工程的施工经验,根据本工程的实际情况,主要采用以下几点来确保工程的顺利完成:

  1.选择合理的施工方案,增加施工作业面和机械设备数量,加快施工速度。钢框架结构施工过程中按照A、B、C、D、E共5个分区,每个施工分区配备独立的施工班组,主要采用土建总承包方现场提供的7台塔吊进行安装施工。在进行屋顶钢结构施工时,主要采用现有7台塔吊和1台150吨履带吊、3台50吨汽车吊配台进行拼装和安装。

  2.加强管理,做好杆件制作、现场拼装和安装的协调工作,制订预警方案,对会造成整个流程脱节、延误工期的环节提前预警,保证工程按期完工。

  3.遵循左右对称的施工原则,并对全过程用大型有限元程序进行施工模拟,监测其施工阶段的内力变化。在现场施工时,及时做好检测,并与计算结果进行比较,确保施工的安全,保证最终成形的结构受力符合设计的要求。

  难点七:对已完工建筑物成品的保护。在钢结构施工时,屋面下方的混凝土结构已经成型,如何对已完工的建筑成品进行保护和防护,并在钢结构施工过程中确保该部分施工荷载不会对混凝土结构造成不可逆转的破坏,也是关乎本工程最终成败的一个重要问题。

  解决对策:在钢结构安装人员进场后,对全员进行保护已有结构物的专题教育,增强对已有结构物的保护意识,尤其需要增强一线施工安全员和施工调度、机械操作指挥人员在该方面的意识,并通过奖惩手段调动员工对施工成品和半成品的保护积极性。在钢结构构件运输、拼装以及安装过程中,通过建立完善的针对已完工建筑物的管理制度以及建立责任人制度,加强物、料、机管理,以尽可能减少可能对结构物造成破坏的因素。

             
 

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