正在興建的昆明新機場航站樓是繼“鳥巢”、廣州新電視塔等重大工程后，又一鋼結(jié)構(gòu)建筑經(jīng)典之作。此項工程成功地在鋼結(jié)構(gòu)建筑中采用了鋼網(wǎng)架斜坡式同步整體滑移技術(shù)和電腦模擬預(yù)拼裝技術(shù)，標志著我國建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)邁入世界先進行列。
“異型彩帶”展現(xiàn)民族特色
在昆明新機場航站樓的中央大廳里，沒有傳統(tǒng)的鋼柱，只有7條飄然起伏的異型彎扭鋼箱梁彩帶，它支撐著航站樓的屋面系統(tǒng)。它不僅是一個航站樓的功能區(qū)域，更是展示民族特色的藝術(shù)殿堂。
據(jù)技術(shù)人員介紹，昆明新機場航站樓主體鋼結(jié)構(gòu)工程由形似7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，用鋼量約2.9萬噸。特別是航站樓中央大廳的7根彩帶寓意象征“七彩云南”，全部由彎扭弧形箱形梁組成，構(gòu)件最大鋼板厚達100毫米。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的難點。在施工中，技術(shù)人員運用傳統(tǒng)的造船工藝結(jié)合現(xiàn)代的電腦模擬技術(shù)，攻克技術(shù)難關(guān)，創(chuàng)造了復雜彎扭構(gòu)件安裝一次到位的奇跡。電腦模擬預(yù)拼裝技術(shù)已申請了國家專利，此項技術(shù)已達到世界先進水平。
昆明新機場建設(shè)指揮部副指揮長姜良閩介紹說，目前航站樓將進入裝飾階段，建設(shè)指揮部請工程的第三方——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%，精度極高。在航站樓整個網(wǎng)架屋面系統(tǒng)球形焊接接點有1.4萬個，為了保證工程質(zhì)量，焊接點采用100%紅外線探傷檢測，為裝飾工程打下了堅實基礎(chǔ)。彎扭箱形彩帶是昆明新機場航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程的一個亮點。7條彩帶不僅是航站樓重要的裝飾構(gòu)件，而且是屋面網(wǎng)架的承重結(jié)構(gòu)。彎扭箱形彩帶的預(yù)拼裝關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)安裝的精度。由于最大鋼結(jié)構(gòu)件重150噸，技術(shù)人員采取放大樣、節(jié)點做木模、計算機模擬測量復位的方法，得出了精確數(shù)據(jù)，做到現(xiàn)場一次吊裝成功。
破解難題確保鋼構(gòu)件質(zhì)量
項目部總工程師廖功華說，昆明新機場航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程大量采用了箱形結(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)的焊接難度極大。航站樓的幕墻搖擺柱截面呈梯形，其最大厚度40毫米，最大重量約23噸，共738根。箱體內(nèi)設(shè)置了一道縱隔板，其在與幕墻玻璃的支撐橫梁相接處設(shè)置了多層橫隔板，這樣復雜的構(gòu)造導致焊接非常困難。為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，技術(shù)人員運用了超常規(guī)的質(zhì)量控制手段。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米～25.8米之間的鋼管柱共188根。由于錐形鋼管柱的外形獨特，因此對工藝要求非常高，加工難度很大。在加工過程中，技術(shù)人員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，卻給加工帶來了更大的困難。為保證錐形鋼管柱的強度和內(nèi)部焊接質(zhì)量，項目部制定了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，確保每一件鋼構(gòu)件的焊接質(zhì)量。
斜坡式同步整體滑移技術(shù)成功運用
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)架安裝成功采用了斜坡式同步整體滑移技術(shù)。
新機場建設(shè)指揮部主任朱維榮介紹說，針對航站樓鋼網(wǎng)架的特殊性，項目部邀請業(yè)內(nèi)權(quán)威專家，對鋼網(wǎng)架安裝施工方案的可靠性進行分析和論證，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)架和正交桁架相結(jié)合的大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其最大跨度達72米。在工程中，施工方采用了網(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，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，項目部采用分片、分塊、網(wǎng)架高低落差21米的大跨度滑移安裝新方法，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號 5號彩帶間網(wǎng)架采用了坡度達3.34米、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。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，目前，該技術(shù)正在申請國家工法。
據(jù)項目部技術(shù)負責人介紹，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，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，增加施工的不安全性，這樣的結(jié)構(gòu)無法適應(yīng)變形，因此在軌道平衡梁下設(shè)置轉(zhuǎn)鉸機構(gòu)，滑移胎架底部采用此機構(gòu)后，過斜坡時保證結(jié)構(gòu)在滑移過程中滿足受力要求的情況下，后排比前排少布置了一個滑移胎架。經(jīng)過滑移的實踐，還可以對此機構(gòu)進一步優(yōu)化，使其在滑移過程中不僅可以防傾覆，而且可以起到導向作用。
目前，昆明新機場航站樓主要鋼結(jié)構(gòu)工程已完工，這項工程為我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)創(chuàng)新提供了寶貴經(jīng)驗。