旭日東升競風流
——長沙黃花國際機場新航站樓鋼結構工程簡介
黃花機場
黃花機場主體結構
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構桁架結構單體工程，鋼結構用量約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，采用空間鋼結構桁架組成受力體系，設計分為A、B、C、D、E共5個區(qū)域。A、B區(qū)標高8米以上，為大空間鋼結構，柱為鋼管混凝土柱，屋頂為鋼管桁架結構，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＋屋頂鋼管桁架結構。E區(qū)標高7米以下，除底板為鋼筋混凝土結構外，其他均為鋼管混凝土柱＋組合樓板結構。各區(qū)房中房為全鋼結構。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構連接，組成穩(wěn)定的空間結構體系。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、結構安全。
七大施工難點及對策
難點一：施工分區(qū)較多，鋼結構安裝區(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構安裝流水施工，直接關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)域配備相應的施工機械設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，再按照制作要領書選擇正確的加工設備和切割速度、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)暮附庸に嚒⒈ＷC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。本工程主要鋼結構體系為空間桁架結構，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構的拼裝精度、拼裝焊縫質(zhì)量等，是決定工程質(zhì)量優(yōu)劣的關鍵因素之一。
解決對策：在本工程中，由于鋼桁架構件存在長度過長、截面高度較高等特點，構件出廠前必須在車間內(nèi)預拼裝檢驗合格，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計了拼裝胎架，并且在其上設置了微調(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支撐架分段安裝相結合的方案。
難點五：支撐架卸載后鋼結構的位移控制。本工程出發(fā)大廳主桁架跨度為60多米，安裝過程中需搭設支撐架，該區(qū)域鋼桁架結構由施工狀態(tài)過渡到設計狀態(tài)時，支撐架設置位置在結構卸載過程中自然下?lián)希溆嘟Y構也相應產(chǎn)生變形。完工后，結構狀態(tài)與設計狀態(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，對結構各部位位移值進行整理分析。在安裝前進行支撐架搭設時，對搭設高度進行預加高，調(diào)整值根據(jù)計算結果確定。
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，設置測量控制點，在卸載全過程進行監(jiān)測，并與計算結果對照，實行信息化施工管理，以保證最終完工時結構狀態(tài)與設計狀態(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。本工程結構桿件數(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，指廊結構共有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。除空間桁架結構外，還有鋼管混凝土柱、實腹柱、鋼梁、鋼檁條、鋼支撐、鋼梯、鋼欄桿等結構件約5530噸。鋼結構現(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)面和機械設備數(shù)量，加快施工速度。鋼框架結構施工過程中按照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。在進行屋頂鋼結構施工時，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，并與計算結果進行比較，確保施工的安全，保證最終成形的結構受力符合設計的要求。
難點七：對已完工建筑物成品的保護。在鋼結構施工時，屋面下方的混凝土結構已經(jīng)成型，如何對已完工的建筑成品進行保護和防護，并在鋼結構施工過程中確保該部分施工荷載不會對混凝土結構造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞，也是關乎本工程最終成敗的一個重要問題。
解決對策：在鋼結構安裝人員進場后，對全員進行保護已有結構物的專題教育，增強對已有結構物的保護意識，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。在鋼結構構件運輸、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構物造成破壞的因素。
