大跨度空間結構鑄鋼件及抗震支座施工技術

中建八局鋼結構工程公司 上海 200125

1 工程概況

貴陽龍洞堡國際機場T2航站樓為擴建工程，其建筑面積11萬 m2，建筑高度33.79 m，建筑施工平面范圍為467 m×301 m。候機大廳平面尺寸為255 m ×147.6 m，設計采用預應力梁的現澆鋼筋混凝土框架結構，屋面結構形式為正交正放四角錐雙層網架。鑄鋼件與抗震支座主要分布在候機大廳，大廳中間屋蓋支撐鋼管柱柱頂設計采用四分叉鑄鋼件，空側與陸側支撐鋼柱柱頂設計采用二分叉鑄鋼件，柱底設計采用抗震支座[1,2]。

2 結構特點與難點

2.1 吊裝難度大

候機大廳下部主體結構的主要節點均為鑄鋼節點，見圖1。樹形柱四叉鑄鋼件噸位大、位于結構內部，加大了吊裝工作的難度。Y形柱的二分叉鑄鋼件，傾斜角度較大，一般的臨時固定措施無法保證其穩定性。因此如何進行鑄鋼件、Y形柱的吊裝，是整個吊裝過程的難點。

2.2 鑄鋼件節點大，加工難度大

鑄鋼件設計成圓弧形，有二分叉和四分叉2 種形式，二分叉鑄鋼件質量為4.38 t，四分叉鑄鋼件重達22.06 t。與二分叉鑄鋼件連接的是2 根φ600 mm×25 mm的鋼管桿件，與四分叉鑄鋼件連接的是4 根φ800 mm×40 mm的鋼管桿件，如圖1所示。鑄鋼件節點受力大，最大壓力為84 000 kN，最大拉力為130 000 kN，鑄鋼件制作精度將直接影響斜撐連桿的安裝精度，從而影響整個屋面網架的安裝精度。

圖1 四分叉和二分叉鑄鋼件節點示意

2.3 抗震支座結構復雜，制作難度大，安裝精度高

抗震支座采用盆式橡膠支座，包括固定支座和單向活動支座2 種形式，空側與陸側支撐鋼柱柱底設計采用的是單向活動抗震支座，見圖2。

圖2 空側與陸側鋼柱鑄鋼件與抗震支座節點示意

2.4 斜撐連桿安裝精度高

鑄鋼件設計成圓弧形， 與二分叉鑄鋼件連接的是2 根φ600 mm×25 mm的鋼管桿件，與四分叉鑄鋼件連接的是4 根φ800 mm×40 mm的鋼管桿件，斜撐連桿的方向各異，其角度控制將直接影響屋面網架合攏的精度，確保安裝精度尤為重要。

2.5 焊接質量要求高

鑄鋼節點是屋蓋支撐鋼柱與屋蓋桁架連接的關鍵節點，抗震支座是連接基礎和屋蓋支撐鋼柱的關鍵部位，為確保其安裝后可靠的受力和傳力，必須嚴格控制鑄鋼節點和抗震支座的焊接質量。鑄鋼件與支撐鋼柱、抗震支撐鋼柱的節點均為Ⅰ級焊縫，采用超聲波探傷；抗震支座與預埋件的節點為Ⅲ級焊縫，采用磁粉探傷檢查。

3 鑄鋼件與抗震支座安裝

3.1 測量

四分叉鑄鋼件和抗震支座吊裝前，用高精度全站儀在支撐鋼柱頂上測放出軸線的中心線，并將標高控制點引測至柱頂，測量精度須符合規范及設計要求[3]。

二分叉鑄鋼件在吊裝之前，現場進行預拼裝，將二分叉鑄鋼件與鋼柱、斜撐連桿焊接完成后，形成整體吊裝就位。就位的前提是抗震支座與預埋件焊接完成，且測放出抗震支座的中心線。

3.2 吊裝

四分叉鑄鋼件質量為22.06 t，樹形鑄鋼件上斜撐連桿吊裝采用搭設臨時支撐架支撐的方式，吊裝半徑最大處約為80 m，為保證吊裝的安全，加大了吊裝機械工況，吊裝選用1 臺QUY350型3 500 kN履帶吊，工況組合為主臂108 m+150 t超起配重，以確保吊裝的順利進行。

二分叉鑄鋼件質量為4.38 t，抗震支座質量為0.87 t，因此，Y形柱的吊裝選用1 臺1 000 kN汽車吊，并采取臨時支撐胎架一點一支撐的施工方案，以確保吊裝過程中的結構安全。

3.3 焊接

1）四分叉鑄鋼節點校正完成后，先對鑄鋼件和支撐鋼柱進行焊接，鑄鋼件的材質為G20Mn5N，支撐鋼柱的材質為Q345B，焊接時采用雙人雙機對稱焊接的方法，焊縫質量等級為Ⅰ級。鑄鋼件和支撐鋼柱焊接完成探傷合格后，進行吊裝斜撐連桿，斜撐連桿采用臨時支撐固定，校正完成后，進行鑄鋼件和斜撐連桿的焊接。待整體網架施工完成后，最后進行卸載，拆除臨時支撐。二分叉鑄鋼件的定位在吊裝之前，現場進行預拼裝，焊接時采用雙人雙機對稱焊接的方法，焊縫質量等級為Ⅰ級。二分叉鑄鋼件與鋼柱焊接完成后，進行鑄鋼件與斜撐連桿的焊接，形成整體吊裝就位，斜撐連桿采用臨時支撐固定，校正完成后，進行鋼柱與抗震支座的焊接。待整體網架施工完成后，最后進行卸載，拆除臨時支撐。

2） 抗震支座定位線測放完成后，吊裝就位抗震支座，抗震支座材質為G20Mn5N，預埋件的材質為Q345B，焊接時采用雙人雙機對稱焊接的方法，焊縫質量等級為Ⅲ級。抗震支座與預埋件焊接完成后，進行抗震支座與支撐鋼柱的焊接，設置焊接襯板，焊接時采用雙人雙機對稱焊接的方法，焊縫質量等級為Ⅰ級。

4 與鑄鋼節點相連桿件的合攏安裝

與鑄鋼節點相連桿件貫穿整個候機大廳，屋面鋼結構網架采用滑移腳手架散拼的方案[4]，自中間向南北兩側進行安裝，首先安裝與大廳中間的2 根四分叉斜撐連桿之間的網架桿件，再連接空側與陸側的二分叉斜撐連桿之間的網架桿件，最后把誤差集中在空側與陸側的兩端，確保與鑄鋼節點相連桿件的合攏的安裝精度，見圖3。

圖3 連接區段剖面示意

5 結語

貴陽龍洞堡國際機場T2航站樓候機大廳二分叉鑄鋼件安裝：在地面先對鑄鋼件與支撐鋼柱進行焊接，再對2 根斜撐連桿與鑄鋼件進行焊接，斜撐連桿、鑄鋼件、支撐鋼柱焊接形成整體吊裝就位；四分叉鑄鋼件安裝：先吊裝鑄鋼件，對鑄鋼件與支撐鋼柱進行焊接，再依次吊裝4 根斜撐連桿，對斜撐連桿和鑄鋼件進行焊接；抗震支座安裝：先安裝抗震支座，與預埋件焊接，吊裝支撐鋼柱、斜撐連桿與鑄鋼件的整體件，再與抗震支座焊接，從而施工進度和質量都得到了保證。