摘  要  合肥新桥国际机场航站楼钢结构施工中，选用塔吊为主、辅助以履带吊作为安装机械；构件采用分段吊装方式安装。施工安装中的辅助措施等统筹在深化图纸中综合考虑，方便了现场操作，加快了安装进度。虹吸落水管埋置在钢柱内，通过在深化、加工等前期阶段的统筹考虑，取得了令人满意的安装结果。
关键词  航站楼  钢结构  施工

1 工程简介
      合肥新桥国际机场位于合肥市肥西县高刘镇，航站楼总建筑面积为11.2万m2，为一新建机场，详见图1。
 
 

图1 一期航站楼效果图

      一期航站楼平面投影呈“热带鱼”状，航站楼横向长约804m，纵向最大宽度约161m，建筑最大高度约30m。标高7.90m以下结构分为5个区，屋面结构连成整体，在伸缩（抗震）缝处用抗震可动支座连接构件，在构造上分为5个温度（抗震）区段，详见图2。
 

图2 工程分区示意图

      本工程结构呈对称布置，即一区和五区，二区和四区对称，三区以中轴线对称。从三区向两侧的一、五区结构由30m过渡到17m标高。一、五区两层--3.9m和7.9m，均为钢框架结构。二、三、四区钢结构主要为钢管倒三角桁架（部分为箱型梁）、两侧箱型柱、跨中钢管柱以及次桁架（梁）、桁架檩条等；混凝土结构则主要分布在内部7.9m以下区域，3区局部有13.9m混凝土夹层。
      中柱则全部是圆管柱。一、五区屋盖梁均为箱型截面，两层楼面梁均为H型钢梁。二、四区则各有11榀刚架，其中4榀桁架，其余为箱型截面钢梁；三区11榀全部为桁架。
      五个区域边柱为箱型，呈57~63度角倾斜；除二、四区陆侧钢柱为插入式钢柱外，其余各区钢柱均直接落地。桁架与箱型边柱间通过转换节点过渡。结构轮廓内部圆管柱为插入式柱脚，圆管柱顶与桁架通过固定铰支座连接。
三区陆侧与高架桥通过四个行人通道相连接，详见图3红色部分。通道设置区域没有7.9m出发层，直接为±0.00m上空，详见图3~4。
 

 图3  航站楼主结构示意图



图4  候机楼室内内景效果图
 

2  施工安装方案
      2.1 方案比对
      由前文所述，航站楼钢结构大部分支承在混凝土结构之上，部分钢柱为插入式柱脚，且存在混凝土夹层区域；再加上结构轮廓为不规则弧线型，因此滑移施工方案对本工程而言，不适合。结构为双向受力体系—主结构为钢梁（桁架）与钢柱组成的刚架，其间为次梁或次桁架，檩条为方管、角钢桁架式，且结构平面维度尺寸较大，因此液压提升方案无论是可行性还是提升点设置，都有无法跨越的障碍。
      主结构为传力路径清晰的刚架体系，次结构也均为桁架或实腹梁，因此构件宜选择分段吊装。吊装机械可选择塔吊、大吨位履带吊。
吊装机械布置时，对比考虑了三种方案。
      第一种方案，在空侧地面设置两台行走式塔吊，塔吊轨道与建筑外轮廓距离5m相切，主要负责三区及二、四区空侧结构吊装；二、四区陆侧设置两台固定式塔吊；然后再补充4台履带吊负责吊装大型构件及一、五区结构构件。该方案全部吊装机械均设置在建筑轮廓之外。
      第二种方案为：在三区7.9m出发层之上设置两台行走式塔吊，塔吊轨道铺设方向为从空侧到陆侧、平行于刚架轴线，主要负责三区钢结构吊装。其余吊装机械设置思路则与方案一相同。
      第三种方案，行走式塔吊不设置在二层出发大厅混凝土楼面上，而是设置在三区人行通道所在区域的±0.00m地面上。固定式塔吊则布置在二、四区空侧，然后再辅以履带吊。
      为实现方案一吊装机械不侵入建筑轮廓内的目的，在构件合理分段的前提下，塔吊需选择D800以上型号，履带吊则需要300吨以上。而且，空侧场地因存在挖填方，需要对塔吊行走区域范围内进行刚性硬化。因此，本方案不够经济。
      方案三可以减少方案二中所需的两条长度130m的楼面加固措施，经济性较为优越。但由于陆侧高架桥施工工期紧迫，需与钢结构基本同期展开施工，因此，行走式塔吊布置区域场地受限，更遑论设置构件临时堆场。故本方案也不得不放弃。
      因此方案二成为最终方案。二层楼面行走式塔吊所需加固措施及计算，已在别的文章里发表，本文不作赘述。
      2.2 现场方案总体思路
      航站楼各区结构基本独立，这个特点使得各区独立施工的思路能够实现。
      钢结构总体安装流程为：首先安装一、五区钢结构；然后二、三、四区钢结构同步对称铺开。
      各区具体施工次序如下：
      一、五区均是从两翼向中部推进。同时又均是楼面框架吊装完成后，形成一个稳定的受力体系，再吊装屋盖刚架体系，然后吊装屋盖次梁及桁架檩条，最后安装刚架立面幕墙钢结构。
      二、四区大流程为首先吊装7榀实腹刚架，然后吊装4榀桁架刚架。具体到单榀刚架，则，首先陆侧插入式柱脚、跨中钢管柱与土建同步推进，其次吊装陆侧第二段钢柱及空侧钢柱，然后分段吊装刚架梁（桁架），每刚架合拢后吊装桁架檩条，最后吊装刚架间立面幕墙钢结构。三区施工基本与该两区域相同。
      两台150吨履带吊分别负责陆空侧外围箱型柱及转换节吊装；两台SC7030行走式塔吊主要负责三区屋面钢梁（桁架）段以及檩条等构件吊装；两台TC7052固定式塔吊则负责二、四区钢结构吊装。一区、五钢结构采用50吨履带吊辅以25吨汽车吊进行吊装。具体详图5~6。
 

3、施工配套处理技术
      施工吊装方案是整个施工组织中的核心，对钢结构而言，图纸深化、生产加工等均应围绕施工方案展开。

3.1 深化设计处理
      本工程在实施过程中，主要难点之一为外围倾斜边柱安装固定及精度保证。运输及数控下料等因素所限，箱型边柱分作圆弧段及直段；二、四区陆侧部分边柱在7.9m位置向下插入混凝土柱之中，考虑配合土建施工进度要求，及避免构件过长所带来的固定难度、对土建高支模的影响，上述类型钢柱直段又分为两段，分段点设在7.9m标高之上1.2m位置。直段两侧翼缘板加焊耳板，外侧作为连接临时支撑销轴耳板，内侧耳板作为揽风绳固定之用。安装时，根据深化模型所提供的精确空间坐标，用柱脚模具校正锚栓位置。钢柱直段吊装时，通过揽风及支撑精确调整钢柱直段上端外口中的空间坐标，内口中作为复核。
      设计图纸所要求的圆弧起讫点，作为圆弧段的起点和终点。这样的分段可以方便套料，同时该分段可以满足运输不超限。钢梁或桁架，则根据塔吊作业半径及吊重，并结合临时支撑架与中柱支撑点进行分段。分段点如下图7~8所示。所标注分段点均为现场吊装分段点，圆弧段运输至现场后，现在地面与相邻梁段对接好，然后再吊装。吊装时，弯弧段下口以完成固定的钢柱作为固定点，另一端由四肢格构支撑架支承。圆弧下端用连接夹板固定，在全部梁段均吊装完成后，精确调整整榀刚架的空间位置，用临时连接夹板固定，再焊接。



 

图7  刚架分段示意图



 

图8  刚架分段吊装图

3.2 虹吸落水管处理
      在整个航站楼屋面，共设置了34个虹吸落水管，其中空侧28个、陆侧6个。考虑建筑要求，虹吸雨水管均为不锈钢管，埋置在箱型边柱内。但由此带来加工及焊接质量要求、节点设置以及钢柱对接处理等一系列难题。
      3.2.1 虹吸落水管加工
      箱型柱内设置了纵、横向加劲板，箱体宽度仅为400mm，而且落水管自身管径为159mm，施工操作空间较为狭窄。如果在箱型构件基本完成加工后再进行落水管加工，困难较大，且固定及埋设位置精度等将无法保证，详见图9。

 
图9 箱型柱中虹吸设置位置示意
 

为解决以上困难，详细考虑了虹吸落水管各种固定及调节措施方案，并将其揉进深化图纸。加工时，完成横向加劲板及两块纵向加劲板定位后，在分段柱第二块纵向劲板两端焊接可调节支座；然后将虹吸落水管穿入横向加劲板预留孔洞及调节支座中；完成该段落水管水压试验后，再将箱型构件翼缘板盖上，完成组立。
      3.2.2 虹吸落水管现场对接
      相对于箱型柱，2~3mm的不锈钢落水管要脆弱得多，而且，在对接时首先要保证的是箱型柱的错边量不超过规范。因此，虹吸落水管如何在吊、运时进行妥善保护，对接时如何保证焊接质量及对接精度，都有一定的困难。
      为避免吊运时碰撞虹吸落水管，特将虹吸落水管的伸出端设置在容易保护的柱段上端；而对接时，箱型柱两侧腹板均开设预留焊接操作孔，以方便虹吸管在箱型柱对接完成后施焊。焊接前，调节虹吸落水管对接位置上下的调整支座，以满足其错边量。整根落水管全部焊接完成后见图10，进行水压试验，重点观察对接位置的气密性。

图10  虹吸落水管现场图片

4  结论
      新桥国际机场航站楼施工方案选择了以视野开阔、作业效率高的塔吊作为主要吊装机械，对该工程钢结构如期完成施工，起到了较大的作用。由于塔吊功率较大，选择该机械时注意施工场所变压器是否需要增容。
      施工安装方案是整个工程实施的核心，尤其是对于钢结构而言，其前期的深化图纸，构件加工次序及配套发货，测量点位设置，不同工种施工人员配备多寡等，均需围绕安装方案进行。一定要充分重视深化图纸的作用，加强深化与现场的衔接。
      将虹吸落水管植入钢柱中，满足了建筑美观要求，但也带来了加工及安装困难等一系列问题，尤其是无法更换，对落水管的加工、施工质量要求极高。而且为防止虹吸落水管对接口有水汽散逸，落水管通常采用的卡扣式连接无法满足，必须采用氩弧焊接，因此错边量及焊接质量要求很高。这要求钢结构与虹吸厂家对技术方案、图纸深化、加工制作及吊运等每一个阶段均要考虑周详，并在每一个阶段要通力配合、充分衔接。在加工及现场施工的各阶段，在隐蔽前都需要进行严格的质量检验。在本工程中，由于预先考虑了吊运保护、支座可调节等一些列问题，虹吸落水管施工取得了令人满意的安装质量效果。

参考文献
      [1] 中华人民共和国国家标准.钢结构设计规范（GB 50017-2003）.北京.中国计划出版社.2003.
      [2] 中华人民共和国行业标准.建筑钢结构焊接技术规程（JGJ 81-2002）.北京 .中国建筑工业出版社 .2002
      [3] 中华人民共和国国家标准.钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）.北京.中国计划出版社.2001.
      作者简介：范鹏涛（1976-），长江精工钢结构（集团）股份有限公司安徽分公司总工程师，主要从事钢结构设计及施工。
      联系地址：安徽六安市经济技术开发区长江精工工业园（237161）。