[摘 要] :XX民用機(jī)場(chǎng)航站樓工程主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架+鋼結(jié)構(gòu)屋面。通過精心設(shè)計(jì)、周密組織和施工，成功解決了本工程鋼結(jié)構(gòu)屋面的制作、運(yùn)輸、焊接和吊裝等技術(shù)問題，可供類似工程借鑒。
[關(guān)鍵詞]: 航站樓；鋼結(jié)構(gòu)；吊裝。
1.工程概況
1.1. 建筑概況
XXXX民用機(jī)場(chǎng)航站樓工程，建筑總面積29874㎡，地下建筑面積2923㎡，地上兩層，地下一層，建筑檐口高度21.3m，一層層高6.65m。航站樓平面呈扇形，地下部分南北方向長(zhǎng)約105.5m，東西方向?qū)捈s25.6m；地上部分南北方向長(zhǎng)約179.5m，東西方向?qū)捈s95.7m。該工程造型新穎、簡(jiǎn)潔大氣，屋面整體呈現(xiàn)出優(yōu)雅柔美的雙螺旋曲面反映出以運(yùn)河為代表的水文化特色，即體現(xiàn)機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)理念，又彰顯揚(yáng)州、泰州地區(qū)的特色和形象（圖1）。
圖1機(jī)場(chǎng)效果圖
1.2. 鋼結(jié)構(gòu)概況
航站樓主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)+鋼結(jié)構(gòu)屋面（圖2）。屋架梁共14榀，屋架大梁為弧形變截面箱型構(gòu)件，斷面高度300mm～近1600mm，最長(zhǎng)一榀屋架梁長(zhǎng)度達(dá)107.3m。支撐鋼柱采用熱軋無縫鋼管，通過鑄鋼節(jié)點(diǎn)與屋面鋼梁采用銷軸連接，鋼柱底端通過鑄鋼節(jié)點(diǎn)與混凝土柱頂預(yù)埋件采用焊接固定；屋面鋼梁之間采用矩形梁口360×200 mm，通過十字節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形成兩向交叉的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，交叉斜梁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)隨屋面建筑造型的曲面弧度變化，網(wǎng)殼與鋼梁采用焊接連接；屋蓋鋼結(jié)構(gòu)四周邊為挑檐雨蓬。
圖2 結(jié)構(gòu)整體示意圖
2. 施工重點(diǎn)難點(diǎn)分析
2.1.鋼管的相貫線切割
鋼管相貫節(jié)點(diǎn)的幾何信息正確與否是相貫線切割的質(zhì)量保證，由于本工程鋼柱為鋼管，且連接節(jié)點(diǎn)均為相貫節(jié)點(diǎn)，如何采用合理的切割設(shè)備、切割工藝來確保鋼管的相貫線切割精度將是確保鋼柱質(zhì)量的關(guān)鍵。
2.2.屋面斜交鋼梁的加工
本工程屋面斜交網(wǎng)殼需配合建筑外觀要求擬合為自由曲面，為便于制作，鋼梁桿件主體可為直線，桿件端部可局部轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿件間能平滑過渡。因此需對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)精確三維放樣，并得到設(shè)計(jì)認(rèn)可后方可施工。
2.3.大跨度屋蓋的預(yù)拼裝
本工程為大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)，制作好的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件分段出廠前，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求及鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)拼裝，經(jīng)檢查無誤后方可發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)。本工程鋼結(jié)構(gòu)有大量的銷軸連接，對(duì)構(gòu)件的制作精度，特別是銷孔的精度和定位要求極高。因此，在工廠預(yù)拼和現(xiàn)場(chǎng)胎架拼裝階段，均應(yīng)將銷孔的定位作為一個(gè)重要的控制指標(biāo)。
2.4.現(xiàn)場(chǎng)吊裝
由于構(gòu)件長(zhǎng)度長(zhǎng)、吊裝半徑大，吊裝階段鋼梁平面外剛度非常差，吊裝極易產(chǎn)生變形，吊裝難度大，吊裝方案的優(yōu)劣直接影響到工程質(zhì)量、工期和安全。因此選擇經(jīng)濟(jì)可靠、快速并有可操作性的吊裝方案，選擇合適的吊裝機(jī)械，確定合理的吊裝順序，就顯得尤為重要。
3．鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
本工程屋面為大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)，屋架鋼梁超長(zhǎng)、超重，無法進(jìn)行整體吊裝，因此采用分段制作、地面拼裝、空中對(duì)接的方式進(jìn)行安裝。
3.1.分段制作
該工程最長(zhǎng)單榀屋架梁長(zhǎng)度達(dá)107.3m，而且為弧線造型，在工廠內(nèi)將鋼梁分為8段加工制作（考慮到運(yùn)輸?shù)囊蛩兀缓筮M(jìn)行構(gòu)件的預(yù)拼裝，確保鋼梁制作質(zhì)量。針對(duì)屋面交叉斜梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將兩榀屋架鋼梁之間的區(qū)域分成8塊，工廠負(fù)責(zé)矩形梁的下料與制作及所有十字節(jié)點(diǎn)的制作加工。所有構(gòu)件需駐場(chǎng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格后，才能發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)。
3.2.地面拼裝
到現(xiàn)場(chǎng)后有鋼梁6段要在地面拼接，形成三個(gè)吊裝段，加上還有兩端懸挑兩段共計(jì)每榀大梁有五個(gè)吊裝分段。按照就近組裝的原則，在選定的地面組裝場(chǎng)利用汽車吊組裝，組裝時(shí)在地面鋪設(shè)路基箱，在路基箱上搭設(shè)組裝胎架（見圖3）。
現(xiàn)場(chǎng)把每?jī)傻懒褐g的網(wǎng)殼分為8塊，按正投影法在70×30m的硬化場(chǎng)地上設(shè)置拼裝胎架，專門控制每個(gè)十字節(jié)點(diǎn)的空間定位（姿態(tài)定位），然后在兩個(gè)十字節(jié)點(diǎn)之間連接矩形梁桿，通過拼裝胎架來實(shí)現(xiàn)屋面斜梁網(wǎng)殼的曲面造型（見圖3）。
圖3 屋架鋼梁、網(wǎng)殼現(xiàn)場(chǎng)拼裝
3.3.高空吊裝
3.3.1.高空拼裝胎架安裝
每榀屋架鋼梁按五個(gè)分段進(jìn)行吊裝，因此吊裝前必須在二層樓面上布置吊裝胎架（圖4）,作為鋼梁的臨時(shí)支撐，吊裝胎架布置應(yīng)符合屋架梁安裝軸線與標(biāo)高要求。胎架平面尺寸為2m×2m，節(jié)間長(zhǎng)度為2m，立桿為Φ160x4㎜，橫桿和斜撐為Φ60x3㎜，材質(zhì)均為Q235。屋架梁分段吊裝時(shí)擱置在吊裝胎架上,并且每個(gè)分段在端部設(shè)有分段與分段拼裝連接定位板,每個(gè)分段點(diǎn)設(shè)有四組連接定位板(梁端上翼緣設(shè)兩組, 下翼緣設(shè)兩組, 連接定位板是在工廠進(jìn)行屋架梁整榀組裝時(shí)按大梁形體在總拼預(yù)制胎架上精確定位的,同時(shí)也計(jì)算了連接定位板大小、厚度、螺栓都要滿足分段安裝時(shí)的受力強(qiáng)度), 屋架梁分段吊裝就位時(shí),首先要對(duì)準(zhǔn)分段連接定位板,對(duì)準(zhǔn)后即可穿入螺栓,把分段梁一段一段按吊裝順序連成整體。為保證屋架梁吊裝階段的穩(wěn)定性, 吊裝胎架與屋架梁都要拉設(shè)攬風(fēng)繩。
為了加快吊裝進(jìn)度，網(wǎng)殼采用分塊安裝并在跨中輔以格構(gòu)式臨時(shí)支撐。
吊裝胎架放置位置的二層砼樓面梁底要設(shè)支撐來傳遞荷載，通過計(jì)算得出吊裝胎架4個(gè)角的反力均為12.7t，在梁底下方設(shè)置承重腳手架進(jìn)行臨時(shí)支撐。
3.3.2.吊裝設(shè)備的選擇、布置
由于涉及航站樓西面高架路施工,為了避開鋼結(jié)構(gòu)吊裝與高架路同時(shí)施工的矛盾, 航站樓鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝施工決定選擇如下吊裝設(shè)備（圖4）:
1）一臺(tái)450t履帶吊,分別定點(diǎn)設(shè)在(B)/(3)軸外與(B)/(17)軸外兩地點(diǎn),采用超級(jí)配重和塔式工況進(jìn)行吊裝作業(yè), 其吊裝用構(gòu)件需由地面上150t履帶吊幫助駁運(yùn)。另外需對(duì)450t履帶吊作業(yè)地基進(jìn)行加固處理，采用挖去地面雜填土1100mm，然后夯實(shí)素土層，自下而上的鋪設(shè)500mm厚大片石二層，每層用碎石塞縫，最上面鋪設(shè)100mm厚道渣，碾壓找平后，再鋪設(shè)路基廂板。
450t履帶吊超起吊裝作業(yè)范圍主要為(A)～(D)軸區(qū)域的鋼屋架分段與屋面斜梁網(wǎng)殼塊的吊裝。450t履帶吊主吊臂長(zhǎng)54m,塔式副臂長(zhǎng)72m,作業(yè)半徑可達(dá)92m時(shí),額定吊裝載荷為25t；主機(jī)后配重120t,車身壓重40t,超起配重180t，這樣航站樓西面(A)軸線外～(D)軸線區(qū)域都可被450t履帶吊吊裝覆蓋,避免了與高架路同時(shí)施工的沖突。
2）兩臺(tái)150t履帶吊:一臺(tái)150t履帶吊布置在地面作業(yè)，負(fù)責(zé)航站樓周邊分段鋼梁與分塊屋蓋斜梁網(wǎng)殼構(gòu)件等的吊裝,同時(shí)承擔(dān)構(gòu)件駁運(yùn)滿足為450t履帶吊及另一臺(tái)150t履帶吊的配套需要。另一臺(tái)150T履帶吊布置在二層樓面上作業(yè)，在二層樓面上劃定了吊機(jī)吊裝作業(yè)行走路線區(qū)域。上海華東建筑設(shè)計(jì)院巳對(duì)二層樓面上150T履帶吊作業(yè)行走區(qū)域與屋架梁分段胎架位置,作了施工荷載驗(yàn)算,并對(duì)二層樓面吊機(jī)作業(yè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)采用承重腳手架進(jìn)行臨時(shí)支撐加固。二層樓面上150t吊機(jī)作業(yè)時(shí)的總荷載（自重與吊物）不得超過200t。實(shí)際設(shè)定作業(yè)時(shí)總荷載：吊機(jī)自重不超過160t，最大構(gòu)件重量不超過25t。
二層樓面上150t履帶吊吊裝作業(yè)采用主臂工況，主臂長(zhǎng)度47m，本工程吊裝作業(yè)時(shí)按最重構(gòu)件25t（分段鋼梁最重實(shí)際為22 t內(nèi)），回轉(zhuǎn)半徑控制在22m及之內(nèi)。
圖4 450T、150T履帶吊吊裝分區(qū)示意圖
地面上150t履帶吊吊裝作業(yè)采用主臂工況，主臂長(zhǎng)度47m，該吊機(jī)作業(yè)范圍內(nèi)本工程吊裝的最重構(gòu)件22t（分段鋼梁+鋼柱），回轉(zhuǎn)半徑控制在22m及之內(nèi)。
3）再選用25t～50t汽車吊多臺(tái)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件拼接，拼裝時(shí)的起吊以及構(gòu)件的短駁倒運(yùn)。航站樓四周邊的懸挑雨棚，均為型鋼構(gòu)件，都可以采用25t～50t汽車吊進(jìn)行吊裝作業(yè)。
3.3.3.鋼梁吊裝
1）測(cè)量標(biāo)注：D-E軸線處、H軸線處、A軸線處預(yù)埋件的兩向軸線與標(biāo)高數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整平衡所有鋼柱埋件的軸線與標(biāo)高，必須符合設(shè)計(jì)要求與土建施工的情況。
2）首先安裝D-E軸線處的人字形鋼柱，按測(cè)量標(biāo)注的軸線記號(hào)準(zhǔn)確定位，并且調(diào)整好支座的兩向水平。人字形鋼柱吊裝到位后,鋼柱端用銷軸與支座聯(lián)接，設(shè)置鋼柱兩向斜支撐，確保鋼柱豎立穩(wěn)定，不會(huì)傾倒，測(cè)量調(diào)整鋼柱的垂直度。D-E軸處鋼柱安裝符合各項(xiàng)要求后，把D與E軸兩處支座點(diǎn)焊固定。
在支撐胎架頂端設(shè)置兩臺(tái)25T螺旋千斤頂，當(dāng)鋼梁吊裝就位后進(jìn)行標(biāo)高的微調(diào)。
在D-E軸間搭設(shè)6m×3m的腳手架平臺(tái)，高度約近10m，便于吊裝屋架梁分段三時(shí)，安裝人員可在腳手架平臺(tái)上配合大梁分段就位及就位后安裝梁、柱聯(lián)接銷軸。
3）吊裝由中間向兩端推進(jìn)，兩端懸挑鋼梁最后吊。兩端懸挑鋼梁與鋼柱支撐一起吊裝，一步到位（圖5、圖6）。
圖5 鋼屋架分段吊裝示意圖
圖6 鋼梁吊裝
3.3.4.網(wǎng)殼吊裝
由于在兩道屋架大梁之間的區(qū)域分成8塊拼裝與吊裝(如分塊太大吊裝時(shí)自身剛度不夠,局部應(yīng)力會(huì)偏大),因此每塊的重量在10～13t。
450t履帶吊吊裝屋面斜梁網(wǎng)殼分塊時(shí),最遠(yuǎn)處作業(yè)半徑需達(dá)92m,這時(shí)額定吊裝荷載還能達(dá)25t。
150t履帶吊作業(yè)時(shí)按13t來控制吊機(jī)的幅度與回轉(zhuǎn)半徑最大在38m及以內(nèi)。為防止出現(xiàn)吊裝過程中, 150t履帶吊吊臂腋處碰鋼屋架,摸擬了地面上150t履帶吊與樓面上150t履帶吊吊裝斜梁網(wǎng)殼分塊的多種工況,掌握了吊裝過程中吊載、大臂幅度、迥轉(zhuǎn)半徑等關(guān)系。
網(wǎng)殼采用八點(diǎn)起吊（圖7），主要便于對(duì)網(wǎng)殼的空間位置進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到預(yù)定位置后與屋架鋼梁焊接。
屋面斜梁網(wǎng)殼分塊尺寸約為（自H軸線～A軸線劃分）
1、24m×8m ； 2、23m×11m ； 3、22m×10.5m ； 4、21m×11m ；
5、19.5m×12.5m ； 6、18m×13m ； 7、17m×14m ； 8、16m×12m。
圖7 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼吊裝
4．結(jié)論
按照上述施工工藝，順利完成了航站樓鋼結(jié)構(gòu)屋面安裝施工工作，施
