大跨度空間結(jié)構(gòu)鑄鋼件及抗震支座施工技術(shù)

中建八局鋼結(jié)構(gòu)工程公司 上海 200125

1 工程概況

貴陽龍洞堡國際機(jī)場T2航站樓為擴(kuò)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(jī)大廳平面尺寸為255 m ×147.6 m，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力梁的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面結(jié)構(gòu)形式為正交正放四角錐雙層網(wǎng)架。鑄鋼件與抗震支座主要分布在候機(jī)大廳，大廳中間屋蓋支撐鋼管柱柱頂設(shè)計(jì)采用四分叉鑄鋼件，空側(cè)與陸側(cè)支撐鋼柱柱頂設(shè)計(jì)采用二分叉鑄鋼件，柱底設(shè)計(jì)采用抗震支座[1,2]。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與難點(diǎn)

2.1 吊裝難度大

候機(jī)大廳下部主體結(jié)構(gòu)的主要節(jié)點(diǎn)均為鑄鋼節(jié)點(diǎn)，見圖1。樹形柱四叉鑄鋼件噸位大、位于結(jié)構(gòu)內(nèi)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(shí)固定措施無法保證其穩(wěn)定性。因此如何進(jìn)行鑄鋼件、Y形柱的吊裝，是整個(gè)吊裝過程的難點(diǎn)。

2.2 鑄鋼件節(jié)點(diǎn)大，加工難度大

鑄鋼件設(shè)計(jì)成圓弧形，有二分叉和四分叉2 種形式，二分叉鑄鋼件質(zhì)量為4.38 t，四分叉鑄鋼件重達(dá)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(jié)點(diǎn)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(gè)屋面網(wǎng)架的安裝精度。

圖1 四分叉和二分叉鑄鋼件節(jié)點(diǎn)示意

2.3 抗震支座結(jié)構(gòu)復(fù)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(dòng)支座2 種形式，空側(cè)與陸側(cè)支撐鋼柱柱底設(shè)計(jì)采用的是單向活動(dòng)抗震支座，見圖2。

圖2 空側(cè)與陸側(cè)鋼柱鑄鋼件與抗震支座節(jié)點(diǎn)示意

2.4 斜撐連桿安裝精度高

鑄鋼件設(shè)計(jì)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(wǎng)架合攏的精度，確保安裝精度尤為重要。

2.5 焊接質(zhì)量要求高

鑄鋼節(jié)點(diǎn)是屋蓋支撐鋼柱與屋蓋桁架連接的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，抗震支座是連接基礎(chǔ)和屋蓋支撐鋼柱的關(guān)鍵部位，為確保其安裝后可靠的受力和傳力，必須嚴(yán)格控制鑄鋼節(jié)點(diǎn)和抗震支座的焊接質(zhì)量。鑄鋼件與支撐鋼柱、抗震支撐鋼柱的節(jié)點(diǎn)均為Ⅰ級(jí)焊縫，采用超聲波探傷；抗震支座與預(yù)埋件的節(jié)點(diǎn)為Ⅲ級(jí)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(biāo)高控制點(diǎn)引測至柱頂，測量精度須符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求[3]。

二分叉鑄鋼件在吊裝之前，現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)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(yù)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(zhì)量為22.06 t，樹形鑄鋼件上斜撐連桿吊裝采用搭設(shè)臨時(shí)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(jī)械工況，吊裝選用1 臺(tái)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(jìn)行。

二分叉鑄鋼件質(zhì)量為4.38 t，抗震支座質(zhì)量為0.87 t，因此，Y形柱的吊裝選用1 臺(tái)1 000 kN汽車吊，并采取臨時(shí)支撐胎架一點(diǎn)一支撐的施工方案，以確保吊裝過程中的結(jié)構(gòu)安全。

3.3 焊接

1）四分叉鑄鋼節(jié)點(diǎn)校正完成后，先對(duì)鑄鋼件和支撐鋼柱進(jìn)行焊接，鑄鋼件的材質(zhì)為G20Mn5N，支撐鋼柱的材質(zhì)為Q345B，焊接時(shí)采用雙人雙機(jī)對(duì)稱焊接的方法，焊縫質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)。鑄鋼件和支撐鋼柱焊接完成探傷合格后，進(jìn)行吊裝斜撐連桿，斜撐連桿采用臨時(shí)支撐固定，校正完成后，進(jìn)行鑄鋼件和斜撐連桿的焊接。待整體網(wǎng)架施工完成后，最后進(jìn)行卸載，拆除臨時(shí)支撐。二分叉鑄鋼件的定位在吊裝之前，現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)拼裝，焊接時(shí)采用雙人雙機(jī)對(duì)稱焊接的方法，焊縫質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)。二分叉鑄鋼件與鋼柱焊接完成后，進(jìn)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(shí)支撐固定，校正完成后，進(jìn)行鋼柱與抗震支座的焊接。待整體網(wǎng)架施工完成后，最后進(jìn)行卸載，拆除臨時(shí)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(zhì)為G20Mn5N，預(yù)埋件的材質(zhì)為Q345B，焊接時(shí)采用雙人雙機(jī)對(duì)稱焊接的方法，焊縫質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ級(jí)。抗震支座與預(yù)埋件焊接完成后，進(jìn)行抗震支座與支撐鋼柱的焊接，設(shè)置焊接襯板，焊接時(shí)采用雙人雙機(jī)對(duì)稱焊接的方法，焊縫質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

4 與鑄鋼節(jié)點(diǎn)相連桿件的合攏安裝

與鑄鋼節(jié)點(diǎn)相連桿件貫穿整個(gè)候機(jī)大廳，屋面鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架采用滑移腳手架散拼的方案[4]，自中間向南北兩側(cè)進(jìn)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(wǎng)架桿件，再連接空側(cè)與陸側(cè)的二分叉斜撐連桿之間的網(wǎng)架桿件，最后把誤差集中在空側(cè)與陸側(cè)的兩端，確保與鑄鋼節(jié)點(diǎn)相連桿件的合攏的安裝精度，見圖3。

圖3 連接區(qū)段剖面示意

5 結(jié)語

貴陽龍洞堡國際機(jī)場T2航站樓候機(jī)大廳二分叉鑄鋼件安裝：在地面先對(duì)鑄鋼件與支撐鋼柱進(jìn)行焊接，再對(duì)2 根斜撐連桿與鑄鋼件進(jìn)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(duì)鑄鋼件與支撐鋼柱進(jìn)行焊接，再依次吊裝4 根斜撐連桿，對(duì)斜撐連桿和鑄鋼件進(jìn)行焊接；抗震支座安裝：先安裝抗震支座，與預(yù)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(jìn)度和質(zhì)量都得到了保證。