旭日東升競風流
——長沙黃花國際機場新航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程簡介
黃花機場
黃花機場主體結(jié)構(gòu)
湖南長沙黃花國際機場新航站樓位于長沙縣黃花鎮(zhèn)高岸村原機場航站樓西南側(cè)，是湖南省、長沙市的重點工程。新航站樓取意旭日東升、千帆競渡、百舸爭流，由前端主樓、中間連廊、后側(cè)3個“半島”式候機廳等組成，總建筑面積約為157，700平方米，是湖南省迄今為止最大的鋼結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)單體工程，鋼結(jié)構(gòu)用量約16000噸。建成后，將通過連廊與老航站區(qū)同時使用。
工程簡介
本工程為地下2層（開敞式）、地上2層（局部夾層），總建筑高度為39.9米，采用空間鋼結(jié)構(gòu)桁架組成受力體系，設(shè)計分為A、B、C、D、E共5個區(qū)域。A、B區(qū)標高8米以上，為大空間鋼結(jié)構(gòu)，柱為鋼管混凝土柱，屋頂為鋼管桁架結(jié)構(gòu)，且A、B區(qū)屋蓋、鋼柱以1/29軸為中軸對稱。C區(qū)標高8米以上、D區(qū)標高7.5米以上、E區(qū)標高7米以上，均為鋼管混凝土柱＋屋頂鋼管桁架結(jié)構(gòu)。E區(qū)標高7米以下，除底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外，其他均為鋼管混凝土柱＋組合樓板結(jié)構(gòu)。各區(qū)房中房為全鋼結(jié)構(gòu)。新航站樓采用Q345B材質(zhì)的鋼管，通過相貫線焊接組成立體桁架，主桁架之間通過次結(jié)構(gòu)連接，組成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)體系。在焊縫重疊較多、受力集中區(qū)域的節(jié)點采用鋼鑄件，確保受力合理、結(jié)構(gòu)安全。
七大施工難點及對策
難點一：施工分區(qū)較多，鋼結(jié)構(gòu)安裝區(qū)域較大。本工程分為A、B、C、D、E共5個區(qū)域，施工長度較長、區(qū)域廣、面積大，如何合理地組織鋼結(jié)構(gòu)安裝流水施工，直接關(guān)系到總包方的工期計劃能否順利實現(xiàn)。
解決對策：施工按A、B、C、D、E共5個分區(qū)組織流水施工，并為每個區(qū)域配備相應(yīng)的施工機械設(shè)備和獨立的施工班組，采用合理的施工方案，細化各個分區(qū)的施工工期，并明確各個分區(qū)的控制節(jié)點，確�？偣て诳刂七_到總包方或業(yè)主要求。
難點二：多管相貫節(jié)點桿下料。多管相貫的節(jié)點很多且形式復(fù)雜，在制作中，切割相貫線管口的桿件長度、焊接收縮等因素直接影響到工程的整體質(zhì)量。
解決對策：用X-steel或AUTOCAD軟件建立三維線框模型，將此模型轉(zhuǎn)換成DXF格式，輸入WIN3D設(shè)計軟件對相貫桿件進行相貫線分析。按照分析后的數(shù)據(jù)，在PIPE-COAST軟件中輸入各種桿件事先確定好的焊接收縮余量及機械切割余量，再按照制作要領(lǐng)書選擇正確的加工設(shè)備和切割速度、坡口角度等工藝元素，生成單根管件的加工指令，后再根據(jù)材料規(guī)格進行合理的套料，將放樣程序下發(fā)車間，分批切割下料。
難點三：鑄鋼件的焊接。本工程在V形柱部分采用了鑄鋼節(jié)點，因此存在Q345B與鑄鋼ZG340-640異種鋼間的焊接，如何選擇適當?shù)暮附庸に�、保證焊接質(zhì)量是本工程的重點。
解決對策：通過對鑄鋼ZG340-640及Q345B進行碳當量分析，選擇適當?shù)念A(yù)熱溫度、焊接材料、焊接電流、焊接電壓的焊接工藝參數(shù)，并根據(jù)以上參數(shù)進行工藝評定，如果不能滿足設(shè)計要求，將繼續(xù)選擇焊接工藝參數(shù)，直至滿足需要。在施焊過程中，嚴格按照焊接工藝卡（根據(jù)焊接工藝評定報告編制）進行施工，以保證焊接質(zhì)量。
難點四：鋼桁架拼裝及吊裝。本工程主要鋼結(jié)構(gòu)體系為空間桁架結(jié)構(gòu)，主桁架存在單榀重量較重、桁架本身長度過長等特點，因此如何避免在吊裝過程中產(chǎn)生永久變形等問題是本工程的一大重點。而且，吊裝方法的選擇直接決定了結(jié)構(gòu)的拼裝精度、拼裝焊縫質(zhì)量等，是決定工程質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵因素之一。
解決對策：在本工程中，由于鋼桁架構(gòu)件存在長度過長、截面高度較高等特點，構(gòu)件出廠前必須在車間內(nèi)預(yù)拼裝檢驗合格，部分桁架為散件或是分段運往現(xiàn)場。為確保桁架的拼裝精度和質(zhì)量，針對本工程桁架特點專門設(shè)計了拼裝胎架，并且在其上設(shè)置了微調(diào)裝置。
在現(xiàn)場拼裝并對接完成后，桁架吊裝主要采用現(xiàn)有7臺塔吊和1臺150噸履帶吊、3臺50噸汽車吊配臺安裝。桁架吊裝過程中采取現(xiàn)場高空散件拼裝和搭設(shè)支撐架分段安裝相結(jié)合的方案。
難點五：支撐架卸載后鋼結(jié)構(gòu)的位移控制。本工程出發(fā)大廳主桁架跨度為60多米，安裝過程中需搭設(shè)支撐架，該區(qū)域鋼桁架結(jié)構(gòu)由施工狀態(tài)過渡到設(shè)計狀態(tài)時，支撐架設(shè)置位置在結(jié)構(gòu)卸載過程中自然下?lián)�，其余結(jié)構(gòu)也相應(yīng)產(chǎn)生變形。完工后，結(jié)構(gòu)狀態(tài)與設(shè)計狀態(tài)是否吻合是衡量施工質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標。
解決對策：在卸載前對支撐架卸載過程進行計算機模擬計算，對結(jié)構(gòu)各部位位移值進行整理分析。在安裝前進行支撐架搭設(shè)時，對搭設(shè)高度進行預(yù)加高，調(diào)整值根據(jù)計算結(jié)果確定。
在卸載過程中，必須嚴格控制循環(huán)卸載時的每一級高程控制精度，設(shè)置測量控制點，在卸載全過程進行監(jiān)測，并與計算結(jié)果對照，實行信息化施工管理，以保證最終完工時結(jié)構(gòu)狀態(tài)與設(shè)計狀態(tài)相符。
難點六：工期緊，如何保證拼裝進度滿足吊裝的需要、施工順序的確定。本工程結(jié)構(gòu)桿件數(shù)量多，其中出發(fā)大廳有縱向桁架4榀、次桁架32榀以及若干榀檐口桁架，指廊結(jié)構(gòu)共有34+2榀平面管桁架，C、E區(qū)航站樓各有平面管桁架12榀、三角管桁架16榀，D區(qū)航站樓有三角管桁架16榀。除空間桁架結(jié)構(gòu)外，還有鋼管混凝土柱、實腹柱、鋼梁、鋼檁條、鋼支撐、鋼梯、鋼欄桿等結(jié)構(gòu)件約5530噸。鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝約8個月左右，工期緊，如何保證招標方的工期要求是本工程的重點之一。
解決對策：結(jié)合類似工程的施工經(jīng)驗，根據(jù)本工程的實際情況，主要采用以下幾點來確保工程的順利完成：
1.選擇合理的施工方案，增加施工作業(yè)面和機械設(shè)備數(shù)量，加快施工速度。鋼框架結(jié)構(gòu)施工過程中按照A、B、C、D、E共5個分區(qū)，每個施工分區(qū)配備獨立的施工班組，主要采用土建總承包方現(xiàn)場提供的7臺塔吊進行安裝施工。在進行屋頂鋼結(jié)構(gòu)施工時，主要采用現(xiàn)有7臺塔吊和1臺150噸履帶吊、3臺50噸汽車吊配臺進行拼裝和安裝。
2.加強管理，做好桿件制作、現(xiàn)場拼裝和安裝的協(xié)調(diào)工作，制訂預(yù)警方案，對會造成整個流程脫節(jié)、延誤工期的環(huán)節(jié)提前預(yù)警，保證工程按期完工。
3.遵循左右對稱的施工原則，并對全過程用大型有限元程序進行施工模擬，監(jiān)測其施工階段的內(nèi)力變化。在現(xiàn)場施工時，及時做好檢測，并與計算結(jié)果進行比較，確保施工的安全，保證最終成形的結(jié)構(gòu)受力符合設(shè)計的要求。
難點七：對已完工建筑物成品的保護。在鋼結(jié)構(gòu)施工時，屋面下方的混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)成型，如何對已完工的建筑成品進行保護和防護，并在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中確保該部分施工荷載不會對混凝土結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞，也是關(guān)乎本工程最終成敗的一個重要問題。
解決對策：在鋼結(jié)構(gòu)安裝人員進場后，對全員進行保護已有結(jié)構(gòu)物的專題教育，增強對已有結(jié)構(gòu)物的保護意識，尤其需要增強一線施工安全員和施工調(diào)度、機械操作指揮人員在該方面的意識，并通過獎懲手段調(diào)動員工對施工成品和半成品的保護積極性。在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件運輸、拼裝以及安裝過程中，通過建立完善的針對已完工建筑物的管理制度以及建立責任人制度，加強物、料、機管理，以盡可能減少可能對結(jié)構(gòu)物造成破壞的因素。
