精品贺新春初一:北京首都机场3号航站楼主楼(T3A)工程施工技术

2020-11-25 03:44:33

节选自《工程质量》2009年1期精品工程

作者：段先军杨应辉

北京首都国际机场位于顺义区天竺镇东北，距离市中心25.4km，是我国目前规模最大的国际航空港。为了使北京首都国际机场率先成为东北亚最大的综合性枢纽机场，实现我国民航业由民航大国转变成民航强国的战略目标，同时满足2008年北京奥运会的需要，，于2004年3月28日开工建设北京首都国际机场新航站区扩建工程。本期扩建规模以2015年为目标年，满足年旅客吞吐量7600万人次，货邮吞吐量180万t，飞机起降58万架次，高峰小时飞机起降超过124架次，建成为国际、国内复合型枢纽机场设施。

3号航站楼平面位置示意图

T3A航站楼是本工程的主楼，包括：运行指挥中心、行李安检、行李中控室等核心功能。其建筑平面北向南呈“人”字型，南北长953m，东西宽765m，最高点距地面45.5m，地下2层，地上5层，占地面积18万m²，总建筑面积51.5万m²。

工程采用桩筏基础，混凝土灌注桩直径为1000mm、800mm，混凝土强度等级为C35 ，桩长23～44m。混凝土主体结构型式为框架结构，转换梁、柱采用型钢—混凝土组合结构。柱网呈三角形布置，彼此呈60⁰角，三角形柱网边长为13.856m，混凝土强度等级：墙、柱等竖向结构地下为C60，地上为C50；楼板混凝土强度等级均为C40。屋顶结构为抽空三角锥双曲面空间网架结构，网架投影面积达18万m²，总用钢量1.1万t；网架球节点最大直径达800mm。

屋顶网架由136根钢管柱支撑，分为直立锥型柱和斜立梭型柱两种。钢管柱直径最大为3066mm，主要采用50mm厚Q345GJC钢板，单根最大重量达178t。钢管柱总用钢量达9400t。

结构设计年限混凝土为100年，钢结构为50年，结构构造抗震设防烈度为8度，框架结构采取9度加强抗震措施。

航站楼公共区墙面为可拆卸背漆玻璃内墙板；主屋面吊顶为双曲面格栅吊顶，其他楼层为清水混凝土、铝垂片吊顶；地面为抛光花岗岩地面。

办公区为玻化砖地面，涂料墙面，穿孔吸音铝板吊顶。机房为穿孔吸音板墙面，环氧地面。

桩基础施工现场

工程外立面中空LOW-E玻璃幕墙
T3A航站楼屋顶

主屋面吊顶

钢连桥位置效果图

主要施工节点

2004年3月28日，工程奠基;

2004年4月2日，工程开工；

2004年9月25日，桩基工程完成；

2004年12月25日，地下混凝土结构封顶；

2005年7月20日，地上混凝土结构封顶；

2005年12月30日，屋顶钢网架安装完成；

2006年4月1日，金属屋面、外围护玻璃幕墙完成；

2007年6月30日，机电安装及装饰工程完成；

2007年11月20日，完成总承包合同范围内的施工内容，并通过四方验收；

2007年12月21日，完成行业验收；

2008年2月29日，通航运营。

清水混凝土模板设计施工技术

工程公共区楼板设计大面积采用清水混凝土。混凝土柱为圆形或长圆形，直径800、1250、1500、1800mm不等，部分混凝土柱被100mm宽的结构缝分为两半，柱顶设有装饰凹槽。

框架梁采用主次梁结构，为满足建筑师美观的要求，梁高900mm，次梁间距主要为3000mm、1500mm两种，梁断面为梯形，梁底阳角为R=20mm的圆弧，梁底设有装饰凹槽，且装饰凹槽要求顺直交圈。

室内大跨度钢连桥滑移技术

T3A航站楼四层办票大厅与楼前高架桥相连的六座单跨钢桥，是旅客进入航站楼的主要通道。桥下是接机大厅。其中1、6号连桥跨度约为31.2m；2、5号连桥跨度约为38.1m；3、4号连桥跨度约为43.3m；桥面宽度均为7.5m。

重点技术控制

1）主箱梁支座的控制

箱梁支座安放尺寸与水平度的精度直接影响到拱架安装的精度，所以此项工作应在拱架拼装前预先进行。

利用原有控制网，在主箱梁投影控制点上用全站仪测出轴线的坐标中心点，在拱架投影中心点两侧300mm左右各引测一点，此三点应在一条直线上。

在本工程中心区域轴线外侧设置控制点，利用轴线中心点坐标与控制网中任意一点的相互关系，进行角度、坐标转换。依据上述方法测放出十字中心线，并检测。

利用高程控制点，架设水准仪及利用水平尺，测量出支座中心点及中心点四角的标高。

支座板的水平度、高差如超过设计和规范允许范围，采用加垫板的方法，使之符合要求。

2）临时滑移支架及轨道控制

根据吊装要求，桥面箱梁吊装滑移需设置临时滑移轨道，以便箱梁分段滑移就位，滑移轨道重点控制高架桥与二层楼面上下轨道的直线、水平及每根轨道本身的水平度。

根据每只支架的受力情况，设计支架，控制支架两个方向的垂直度。

用风绳、垫板调节控制，全站仪、水准仪精度控制。

3）液压同步滑移控制

胎架柱底部和箱梁尾部各设置两台100t的液压爬行器，沿牵引轴线单台布置，配套两套液压泵站、动力柜及相应计算机控制系统。单台爬行器满载牵引能力100t，实际牵引力83t，设备附加安全系数1.20。

自锁型液压爬行器是一种能自动夹紧轨道形成反力，从而实现推移的设备。此设备可抛弃反力架，省去了反力点的加固问题，省时省力，且由于与被移构件刚性连接，同步控制较易实现，就位精度高。

大面积双曲面空间网架施工技术

T3A航站楼工程主屋面结构为空间网架结构，面积约18万m² ，为标准抽空三角锥网架。球节点多达3.8万余个。南端入口处设大型悬挑，最大悬挑长度为50m。

内部网架优先选用螺栓球节点，当螺栓球直径大于500mm时，选用焊接球。边桁架主要采用焊接球节点。边桁架内部部分节点为直接相贯连接。

屋面网架安装方案

工程量及工作面大，整体微曲面相邻节点高差小，网架厚度从1.5～7.5m连续变化，又在高空作业安装，测量定位难度大；安装精度、焊接质量要求高，网架整体变形控制难度大。

网架通过事先定义的三条南北向曲线，确定节点空间位置，分区段施工，确保了网架的总体形态质量。

边桁架采用地面拼装、整体吊装的方法，核心区、南侧悬挑网架、两翼网架则采用高空散拼安装。

直指廊部位网架单元尺寸基本一致，安装方案采用搭设滑移胎架，单元网架整体滑移安装就位。

●温差影响的控制。本工程结构平面尺寸超长，因此温度效应非常明显。在结构设计时，设置了伸缩缝及滑动支座等构造措施。在施工过程中，设计要求结构在施工过程中考虑+ 30 ℃和－20 ℃温差。在结构分块拼装的过程中，安装就位部分的网架结构在温差作用下会对后续待安装部分的结构有影响。随着单体体量的增大，越到后面温度的影响越显著。在这种情况下，必须控制结构的水平伸长量，否则将影响结构的安装精度。

施工前对影响最显著的施工阶段的温度效应进行验算分析。

●安装误差的控制与消除

———深化设计。根据测量控制点计算确定出网架定位坐标点，然后计算出网架每个球节点的三维坐标；对于温差产生的位移，在网架深化设计过程中对部分网架的杆长进行调整。

———加工时严格控制构件的加工质量和精度，确保进场安装的每个构件节点的精度达到设计要求。

———将测量基准点引伸到网架的各支座，对上道工序移交的网架支座的柱顶位置进行复核，为确保测量精度和网架安装精度达到设计要求，整个支座采用全站仪进行测量定位。

———采用水准仪对各钢柱顶板进行测量，确保顶板平整，板的不平度达到“规程”要求。

———对经过测量的各支承点的中心轴线均用红线划出，高差都在钢板上用数据标出，所有测量结果都在图纸中记录，以便安装时对构件进行适当的调整。

———支座安装前根据前面的测量数据进行必要的修正和调整，确保各项参数达到“规程”要求。

———安装定位控制方法：采用全站仪按照深化设计图纸的各球节点的坐标弹线放样到安装平台上，并用红线标出球节点的定位中心；按照放样弹出的球节点的定位点，采用定位调节托架定位；将球节点装入定位托架，然后采用全站仪微调球节点三维坐标，并安装网架杆件；转动调节把杆使球节点上调和下降。安装好网架杆件后，再次采用全站仪复核各球节点的三维坐标。

●网架节点误差的调整

对于超过误差的球节点，利用千斤顶、倒链、电动葫芦等进行调整，同时根据调整后的测量数据，在安装下榀网架时进行反误差的调整，确保网架安装完成后的整体尺寸精度误差达到设汁要求。