機(jī)場是一個城市的門戶，更是渲染城市風(fēng)貌的載體。初具雛形的昆明新機(jī)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(fēng)情的藝術(shù)殿堂。江蘇滬寧鋼機(jī)在西南邊陲的經(jīng)典之作——昆明新機(jī)場航站樓創(chuàng)多項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)。
素有“春城”美譽(yù)的昆明，蘊(yùn)涵了絢麗多彩的民族風(fēng)情。而今，正在興建的昆明新機(jī)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(jī)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(xué)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(dú)一無二的地方特色和深厚的云南少數(shù)民族風(fēng)情，是我國大型航空港中最具民族特色的機(jī)場，也是江蘇滬寧鋼機(jī)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(biāo)志著我國建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)入世界領(lǐng)先地位。
昆明新機(jī)場是國家“十一五”期間批準(zhǔn)新建的大型機(jī)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(jī)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(diǎn)航站樓規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式新穎，面臨多項(xiàng)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(dāng)記者走進(jìn)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(fēng)情的藝術(shù)殿堂。
為此，記者尋訪到江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司昆明新機(jī)場項(xiàng)目部廖功華總工程師，他介紹說：“昆明新機(jī)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(jī)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(dá)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(zhǔn)確和檢測方便是工程最大難點(diǎn)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(diǎn)，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(jī)曾經(jīng)加工制作過的國家體育場‘鳥巢’難度都要大，我們運(yùn)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(xiàng)技術(shù)已申請國家專利，達(dá)到世界先進(jìn)水平。可以說七條鋼彩帶是工程鋼結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)、難點(diǎn)也是最大的亮點(diǎn)。”
為了進(jìn)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(jī)場建設(shè)指揮部，記者拜訪了昆明新機(jī)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(jī)在昆明新機(jī)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(jī)總承包；第三，登機(jī)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(jī)制作。現(xiàn)在看來滬寧鋼機(jī)是誠實(shí)、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(jìn)入裝飾階段，我們請工程第三方，中國人民解放軍測繪學(xué)院對航站樓屋面網(wǎng)架的下弦桿球進(jìn)行檢測，取10厘米長的x、y、z三維空間進(jìn)行測量，其誤差不超過3%，精度達(dá)到相當(dāng)?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(diǎn)有1.4萬個，為保證工程質(zhì)量，焊接點(diǎn)100%紅外線探傷檢測，為裝飾工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。特別要說明的彎扭箱形彩帶，是昆明新機(jī)場航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程十分重要的亮點(diǎn)，滬寧鋼機(jī)從深化設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)采取放大樣、、節(jié)點(diǎn)做木模、計(jì)算機(jī)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(jì)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(jìn)度不知到猴年馬月。所以說滬寧鋼機(jī)由于采用先進(jìn)、科學(xué)的制造工藝，為航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)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(jī)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(xiàng)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(diǎn)。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(dá)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(diǎn)。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(qiáng)度，設(shè)計(jì)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(jī)有一套嚴(yán)格的加工制作工藝，先進(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)程，因?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)們知道屋頂網(wǎng)架不能出一點(diǎn)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(jìn)行分析、論證，為航站樓鋼網(wǎng)架安裝提出科學(xué)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(dá)72米。在工程中滬寧鋼機(jī)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(dá)到“保安全，高質(zhì)量，高效率”的施工要求，滬寧鋼機(jī)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(jì)完成14塊網(wǎng)架分段滑移，累計(jì)滑移總重約3000噸。其中1～5號彩帶間網(wǎng)架采用坡度達(dá)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(jī)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(bǔ)了我國建筑施工工藝的一項(xiàng)空白。在工地上，滬寧鋼機(jī)昆明新機(jī)場項(xiàng)目部生產(chǎn)經(jīng)理華建培更是詳細(xì)介紹每一個細(xì)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(diǎn)。在滑移施工前，應(yīng)充分做好對滑移軌道的對接焊接處，進(jìn)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(jìn)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(xì)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(jī)場航站樓主要鋼結(jié)構(gòu)工程基本告一段落，滬寧鋼機(jī)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(jī)場建設(shè)指揮部下達(dá)的各項(xiàng)任務(wù)指標(biāo)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(jī)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(biāo)控制很嚴(yán)，首先是國家隊(duì)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(yàn)，現(xiàn)在看來滬寧鋼機(jī)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(jìn)度、節(jié)點(diǎn)上以及工程質(zhì)量都是值得信賴的好隊(duì)伍。”
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