太原机场扩建航站楼网架施工技术

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1、太原机场扩建航站楼网架施工技术陈 辉（上海宝冶建设有限公司工业安装分公司  上海 200941）摘要：本文对太原武宿机场扩建航站楼网架结构工程施工进行了总结，指出了深化设计、施工工艺中的关键技术及须注意事项，为大面积曲面网架结构整体液压提升施工提供参考。关键词：网架   焊接球  提升验算  拼装误差   翻转提升1 概述太原武宿机场作为北京2008年奥运会首都机场的备降机场，按照世界上最大的客机A-380飞机备降的需要进行改扩建，新建一座5万平方米航站楼，改造现有航站楼，建设航站区配套设施等。跑道及滑行道

2、长度都将由3200米延长至3600米。新扩建的航站楼、西指廊以及南北指廊屋面均为弧形曲面网架结构，共分为7个区，网架屋盖投影面积约为32578㎡，总重约2000t。我公司承担新航站楼和西指廊网架1～4区的施工，网架屋面水平投影面积为19166㎡，总重约1200t。网架杆件均为Q345B无缝钢管，主体结构为螺栓球节点网架，周边收边桁架为管桁架，局部支撑点为焊接球网架。网架一区与网架四区的部分钢管砼柱通过树状支撑与屋面进行连接，其余的钢管砼柱直接与屋面连接。每个区网架均为三角形，其中网架一区三角形顶角处标高为3

3、4.693m，两个底角标高为20.047m，高差为14.646m，如图1所示。16网架一区面积约为10000㎡，重约600t，参与提升工作的结构重约450t。航站楼下部结构为二层框架混凝土结构，二层楼面标高为7.300m，为了尽量减轻二层楼面的负担，减少网架拼装脚手架的搭设，网架采取“趴下”的姿态在二层平台上拼装。拼装完成后再对“趴下”的网架进行整体“翻身”动作（液压非同步翻转提升），当调整到设计姿态后再进行整体同步液压提升到位。翻转提升过程的控制是本工程的重点和难点，稍有疏忽将会引起网架的变形、整体弯折等

4、危险。162 技术难点、重点通过本工程的施工，从深化/优化设计、现场拼装、现场焊接到整体提升等各施工阶段的技术难点重点如下:2.1 深化/优化设计本工程的深化/优化设计重点主要有：焊接球规格的统一设计，焊接球直径变小处杆件重叠相碰的处理方法；撑杆顶端焊接球节点形式的调整设计；通过支座加劲板调整每个柱顶标高误差、设计变更高差的方法；上弦焊接球节点处檩托板的设计处理；杆件代换后必须进行的网架整体分析验算。2.2 网架拼装网架整体拼装的难点是累积误差的消除以及下弦球节点的空间定位；2.3 液压提升    网架提升

5、前的技术准备工作有：网架提升吊点的选择，提升支架、下吊点的设计，网架整体提升验算，超应力杆件的加固等，每一个环节都技术要求都很高；网架整体翻转提升过程控制则是本工程技术难度最大的工作，各吊点提升比例不精确、提升速度位移控制不当就会引起网架杆件变形、网架整体弯折的严重后果。3 施工技术3.1 深化/优化设计本工程招标设计图中的网架结构与下部钢管混凝土柱的连接基本上都是只是示意，均没有详细的节点图，网架支撑形式没有具体确定，因为下部支撑结构是先于网架结构设计的，也就是说网架结构的设计与下部钢管柱的设计基本上是完

6、全脱离的两部分。因此我们和设计院经过一系列的推敲、反复探讨历时三、四个月才最终把支座形式确定下来。我们采用上海交通大学结构工程研究所研制开发的设计软件《管结构计算机辅助设计系统STCAD 2.0》对整个网架进行深化设计、管桁架节点设计及焊缝验算，深化设计过程中约到了诸多问题，可以总结为一下几点：3.1.1 焊接球规格统一、杆件相碰处理    原设计中焊接球种类较多、规格偏大（最大为Φ800x30），我们为了最大限度的统一球径，消除因焊接球过大而突出屋面板或吊顶板，本工程中所有的焊接球直径统一调整为Φ500、

7、Φ600，这样个别内力较大的杆件因为球径变小在焊接球面上相交时发生重叠（也就是钢管之间相碰），如果按《钢结构连接节点设计手册》第二版的处理方法是采用增设支托板连接处理（如图2）。这样处理显然非常麻烦，受力情况也比较复杂，因此我们参考相贯线原理，考虑管管直接相贯处理，以直径较大的钢管先与焊接球相贯焊接，然后较小直径钢管用相贯线切割机割出相贯口与直径较大的钢管以及焊接球焊接，这样一方面保证小直径的钢管轴心通过焊接球球心，另一方面焊缝经软件验算也满足了受力要求。3.1.216 撑杆顶端节点改为焊接球节点原设计撑杆

8、顶端是与边桁架下弦杆相贯焊接（图3），这样边桁架下弦杆相贯处必须加强处理，在钢管外部增加套管、内部增设加劲板，这样给加工制作带来了很大困难。另外由于部分撑杆端部变径管比边桁架下弦杆直径还要大，无法相贯，设计又不同意让边桁架下弦贯于撑杆变径管上，因此我们考虑此处全部采用焊接球节点处理，这样既实现了相贯连接，通过软件验算也满足了受力要求。3.1.3 上弦焊接球檩条托板设计    原设计中因为网架上弦焊接球直径过大无法