機場是一個城市的門戶，更是渲染城市風貌的載體。初具雛形的昆明新機場航站樓給人一種全新的空間感覺。它不僅是一個航站樓的功能區(qū)域，更是展示民族風情的藝術(shù)殿堂。江蘇滬寧鋼機在西南邊陲的經(jīng)典之作——昆明新機場航站樓創(chuàng)多項鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)。
素有“春城”美譽的昆明，蘊涵了絢麗多彩的民族風情。而今，正在興建的昆明新機場航站樓，又將為這座美麗的城市增添一道靚色。為了形象地展示七彩云南的韻味，昆明新機場航站樓中央大廳沒有立柱，巧妙地采用異型彎扭鋼箱梁制成飄逸的七條彩帶作為承重結(jié)構(gòu)，藝術(shù)地再現(xiàn)七彩云南的靈性。以卓越的科技力量將現(xiàn)代美學與地域文化特色完美統(tǒng)一，成為整個建筑立面和內(nèi)部空間重要的結(jié)構(gòu)與裝飾，給建筑空間帶來獨一無二的地方特色和深厚的云南少數(shù)民族風情，是我國大型航空港中最具民族特色的機場，也是江蘇滬寧鋼機繼北京“鳥巢”、廣州新電視塔等重大工程后，在西南邊陲又一經(jīng)典之作。他們成功地在鋼結(jié)構(gòu)建筑中采用彎扭弧形箱形梁、幕墻搖擺柱、錐形鋼管柱，以及鋼網(wǎng)架“斜坡式同步整體滑移技術(shù)”、“電腦模擬預(yù)拼裝”等，標志著我國建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進入世界領(lǐng)先地位。
昆明新機場是國家“十一五”期間批準新建的大型機場，定位為面向東南亞、南亞，連接歐亞的國家門戶樞紐，是繼北京、上海、廣州之后第四個大空港。昆明新機場航站樓南北長約850米，東西寬約1130米，總建筑面積約54.83萬平方米。工程重點航站樓規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式新穎，面臨多項國內(nèi)和世界性的工程難題。
異型彩帶彎扭箱形構(gòu)件再創(chuàng)鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)
當記者走進航站樓縱向跨度為72米，橫向380米的中央大廳時，沒有傳統(tǒng)式樣的柱子，在寬敞大廳中映入眼簾的是飄然起伏異型彎扭鋼箱梁彩帶，藝術(shù)性地交織支撐著屋面系統(tǒng)，給人一種全新的空間感覺。它不僅是一個航站樓的功能區(qū)域，更是展示民族風情的藝術(shù)殿堂。
為此，記者尋訪到江蘇滬寧鋼機股份有限公司昆明新機場項目部廖功華總工程師，他介紹說：“昆明新機場航站樓主體鋼結(jié)構(gòu)工程由形似七條彩帶的鋼箱梁、188根錐形鋼管柱、738根幕墻柱及12根T型柱組成。昆明新機場航站樓鋼結(jié)構(gòu)件共1021件，焊縫超聲波檢測長度約5萬米，凈投鋼總量約2.9萬噸。特別是航站樓中央大廳的七根彩帶寓意象征‘七彩云南’，全部是彎扭弧形箱形梁組成，構(gòu)件最大板厚達100毫米，其加工成型工藝比較復(fù)雜，呈空間彎扭形狀，如何采取有效的加工和檢測方法，來保證彎扭箱體部件的成形準確和檢測方便是工程最大難點之一。彎扭弧形箱形梁板厚均在60毫米，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制作難度非常大，特別是彩帶中間X型支座和2、3號彩帶中間的交叉X節(jié)點，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造原因，箱體內(nèi)設(shè)置較多的縱橫向隔板，且鋼板厚度厚，焊接變形非常大，焊接殘余應(yīng)力高，如何采取合理的焊接工藝和消除殘余應(yīng)力是關(guān)鍵。可以說比滬寧鋼機曾經(jīng)加工制作過的國家體育場‘鳥巢’難度都要大，我們運用傳統(tǒng)的造船工藝，并結(jié)合現(xiàn)代的電腦模擬技術(shù)，攻克技術(shù)難關(guān)，創(chuàng)造了復(fù)雜彎扭構(gòu)件安裝一次到位的奇跡。并且‘電腦模擬預(yù)拼裝’此項技術(shù)已申請國家專利，達到世界先進水平。可以說七條鋼彩帶是工程鋼結(jié)構(gòu)的重點、難點也是最大的亮點。”
為了進一加深對航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程的情況了解，在繁忙緊張的昆明新機場建設(shè)指揮部，記者拜訪了昆明新機場建設(shè)指揮部姜良閩副指揮長。這位資深的工程技術(shù)專家對記者說：“滬寧鋼機在昆明新機場航站樓工程中主要承建的鋼結(jié)構(gòu)工程有三大塊。第一，彩帶、搖擺柱、梭形鋼管柱，尤其是1至4號的彩帶是交叉的，其中2、3號彩帶是彎扭異型鋼結(jié)構(gòu)件，加工難度很大；第二，屋面鋼網(wǎng)架有2萬噸，面積有20萬平方米，由滬寧鋼機總承包；第三，登機橋鋼結(jié)構(gòu)工程有3000～4000千噸；鋼結(jié)構(gòu)基本上都是滬寧鋼機制作。現(xiàn)在看來滬寧鋼機是誠實、守信的公司，其鋼結(jié)構(gòu)加工能力、工藝水平是有保證的。目前航站樓將進入裝飾階段，我們請工程第三方，中國人民解放軍測繪學院對航站樓屋面網(wǎng)架的下弦桿球進行檢測，取10厘米長的x、y、z三維空間進行測量，其誤差不超過3%，精度達到相當?shù)母叨取Ｔ诤秸緲钦麄€網(wǎng)架屋面系統(tǒng)球形焊接的接點有1.4萬個，為保證工程質(zhì)量，焊接點100%紅外線探傷檢測，為裝飾工程打下堅實的基礎(chǔ)。特別要說明的彎扭箱形彩帶，是昆明新機場航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程十分重要的亮點，滬寧鋼機從深化設(shè)計到鋼結(jié)構(gòu)制作都很成功。七條彩帶不僅是航站樓重要的裝飾構(gòu)件，而且是屋面網(wǎng)架的支柱是承重結(jié)構(gòu)。從建筑結(jié)構(gòu)來說設(shè)計很巧妙，同時，給鋼結(jié)構(gòu)制作帶來很大難度。彎扭箱形彩帶的預(yù)拼裝很重要，關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)安裝的精度。最大的一個鋼結(jié)構(gòu)件有150噸，平均在70～80噸，滬寧鋼機采取放大樣、、節(jié)點做木模、計算機模擬測量復(fù)位時的數(shù)據(jù)，為順利安裝創(chuàng)造了條件，做到現(xiàn)場一次吊裝成功。我們曾統(tǒng)計過整個航站樓的彎扭箱形彩帶的長度加起來有7～8公里長，如果要到現(xiàn)場預(yù)拼裝，其工程的進度不知到猴年馬月。所以說滬寧鋼機由于采用先進、科學的制造工藝，為航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程進度贏得了時間，質(zhì)量上都得到了保證。”
破解難題做好航站樓幕墻搖擺柱、錐形柱
昆明新機場航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程大量采用箱形結(jié)構(gòu)，包括所有的彩帶、T型柱、幕墻柱，由于建筑造型的限制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間非常狹小，箱體內(nèi)的焊接有非常大的困難。
項目部廖功華總工程師舉例說，“比如幕墻搖擺柱截面呈梯形，最大重量約23噸，共738根。箱體內(nèi)置一道縱隔板，并在與幕墻玻璃的支撐橫梁相接處設(shè)置多層橫隔板，造成箱體內(nèi)部的縱橫隔板焊接非常困難，如何采取合理的組裝方法和焊接工藝是施工的關(guān)鍵。再則部分幕墻柱鋼板厚度較薄，焊接易產(chǎn)生較大的焊接變形，對于外露構(gòu)件而言，如何保證幕墻柱的外觀美觀是加工制作的重點。我們采取一系列質(zhì)量控制手段，保證每一根幕墻搖擺柱從外觀到內(nèi)在質(zhì)量的完美無缺。”同樣，航站樓中的錐形鋼管柱數(shù)量也較多，最大壁厚達到50毫米，最重的鋼管柱重約45噸，高度在12.8～25.8米之間共188根。由于對錐形鋼管柱的外形呈錐形工藝要求非常之高，其加工難度很大。在加工過程中采取何種措施保證鋼管柱的成型美觀，在焊接時采取何種措施來保證焊縫的焊接質(zhì)量要求是一大難點。我們采用錐管柱分段由一塊板加工而成，形成只有一條垂直縱縫相接，這種做法節(jié)省了一條縱縫，但對加工卻帶來更大的困難。為了保證錐形鋼管柱的強度，設(shè)計要求在鋼管柱內(nèi)設(shè)置縱向和橫向加勁肋，保證內(nèi)部焊接時的質(zhì)量及焊接變形對鋼管柱外形的表面美觀影響，滬寧鋼機有一套嚴格的加工制作工藝，先進的操作技術(shù)和質(zhì)量管控措施，從而保證每一件鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
鋼網(wǎng)架斜坡式同步整體滑移施工在我國尚屬首次
在航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程中鋼網(wǎng)架的制作、安裝也是工程的重要環(huán)節(jié)。昆明新機場航站樓的屋頂網(wǎng)架安裝與眾不同，它是斜坡式同步整體滑移。就如新機場建設(shè)指揮部朱維榮主任所說：“在整個屋頂網(wǎng)架安裝時我們指揮部的領(lǐng)導(dǎo)十分緊張，密切注視著工程的每一個進程，因為領(lǐng)導(dǎo)們知道屋頂網(wǎng)架不能出一點差錯，否則是災(zāi)難性的破壞。”指揮部姜良閩副指揮長對記者說：“為了確保工程的萬無一失，針對航站樓鋼網(wǎng)架的特殊性，我們請國內(nèi)有關(guān)權(quán)威專家，對鋼網(wǎng)架安裝施工方案的可靠性進行分析、論證，為航站樓鋼網(wǎng)架安裝提出科學有效的理論依據(jù)。”航站樓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式為四角錐網(wǎng)架和正交桁架結(jié)合的大型大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其最大跨度達72米。在工程中滬寧鋼機成功地采用網(wǎng)架分塊整體吊裝安裝法，和網(wǎng)架分塊同步整體滑移新型施工法。
由于航站樓前中心區(qū)跨度大，高度高，不同專業(yè)的交叉作業(yè)多，為了達到“保安全，高質(zhì)量，高效率”的施工要求，滬寧鋼機采用分片、分塊、網(wǎng)架高低落差21米的國內(nèi)首創(chuàng)的電腦控制的大跨度滑移安裝新工藝、新方法，前中心區(qū)共累計完成14塊網(wǎng)架分段滑移，累計滑移總重約3000噸。其中1～5號彩帶間網(wǎng)架采用坡度達3.34°，斜坡長為43.5米的斜坡式同步整體滑移技術(shù)，斜坡式同步整體滑移施工在我國尚屬首次。滬寧鋼機正在將該技術(shù)申請《國家工法》，斜坡式整體同步滑移施工技術(shù)的應(yīng)用填補了我國建筑施工工藝的一項空白。在工地上，滬寧鋼機昆明新機場項目部生產(chǎn)經(jīng)理華建培更是詳細介紹每一個細節(jié)，他對記者說：“整個滑移結(jié)構(gòu)體系(網(wǎng)架、聯(lián)系桁架和滑移胎架)是一個剛性體。滑移過程中在通過滑移軌道的變坡時，剛性體在斜坡上傾斜將會使上部網(wǎng)架重心前傾，增加施工不安全。對于這種高空滑移結(jié)構(gòu)，滑移胎架高度高、跨度大，滑移軌道有一個過渡斜坡，網(wǎng)架雙曲面等等特點。在滑移施工前，應(yīng)充分做好對滑移軌道的對接焊接處，進行打磨光滑平順處理，防止滑移結(jié)構(gòu)被卡住，對于斜坡和平坡的過渡處，應(yīng)進行圓滑過渡處理，在軌道平坡上涂抹黃油，減小摩擦系數(shù)等等，每一個細小的環(huán)節(jié)都是工程整體成功的重要因素。”
目前，昆明新機場航站樓主要鋼結(jié)構(gòu)工程基本告一段落，滬寧鋼機制作、拼裝的彎扭弧形箱形梁、幕墻搖擺柱、錐形鋼管柱及鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、金屬屋面的制作、安裝工程都已出色地提前完成昆明新機場建設(shè)指揮部下達的各項任務(wù)指標和質(zhì)量要求，并創(chuàng)造了“電腦模擬預(yù)拼裝”“斜坡式同步整體滑移技術(shù)”等新技術(shù)工法。就如昆明新機場建設(shè)指揮部朱維榮主任所說的：“我們指揮部的領(lǐng)導(dǎo)在航站樓初期對參與建設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)的招投標控制很嚴，首先是國家隊的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)，要有制作特大型鋼結(jié)構(gòu)工程經(jīng)驗，現(xiàn)在看來滬寧鋼機無愧于‘中國鋼結(jié)構(gòu)第一品牌’稱號，技術(shù)精湛在工程各個重大的進度、節(jié)點上以及工程質(zhì)量都是值得信賴的好隊伍。”
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