淺談某大型機場鋼結構指廊的施工及安裝技術要求

何永鵬

（甘肅省科工建設集團有限公司，甘肅 蘭州 730300）

0 引言

我國西北地區某大型機場項目航站樓指廊鋼結構采用勁性柱+圓管柱+幕墻柱+空間三管桁架結構+平面桁架結構體系組成，桁架鋼結構通過中間圓管柱和兩側幕墻柱進行三點支撐。主要材料材質為Q355C、Q390C、Q390GJC，鋼結構總重約2500t。指廊屋蓋采用“工廠化加工拼裝、現場單榀吊裝”的施工方法，吊裝采用2臺180T履帶進行吊裝。鋼結構屋蓋桁架施工場地較小，施工難度較大。本文選擇該工程A指廊施工，對鋼結構指廊的施工及安裝技術要求進行介紹。

1 工程概況

該項目航站樓主體采用鋼筋混凝土框架結構，局部大跨度框架采用預應力混凝土梁、支撐柱，屋蓋采用鋼結構，包括主樓E 和四個指廊A、B、C、D，總建筑面積約40萬m2，本文主要針對A指廊施工展開論述。

A指廊位于航站樓主樓西南角，地上三層結構、局部夾層。指廊結構類型為鋼框架+平面桁架+屋面次結構，最大跨度36m，最大高度28.5m，見圖1。鋼結構由圓管柱、矩形柱、主桁架、環形桁架、主次梁、支撐、鋼拉桿、登機橋等組成，鋼材主要材質為Q355C、Q390GJC。A指廊鋼構件截面參數見表1所示。

表1 A指廊鋼構件截面參數

圖1 A指廊鋼結構

2 設計和施工重難點與解決措施

2.1 鋼結構施工組織

2.1.1 重難點

（1）該工程鋼結構體量大，桿件規格多，施工工期短；

（2）站前國鐵地鐵開挖區域同步施工，鋼結構施工組織、施工道路及堆場設置難度大，與其他專業隊伍有交叉施工[1]；

（3）民航機場不停航施工，以及施工限高等限制，要求進行協調。

2.1.2 解決措施

（1）提前合理編制施工方案，選擇合適的安裝方法，提前計劃深化設計、構件加工、機械進場等，提高施工效率，縮短工期；

（2）鋼結構施工計劃根據土建作業面交付順序合理編排，合理利用已有作業面穿插施工，合理選擇吊裝方案直接影響到多專業交叉施工的效率；

（3）合理編制施工區作業指導書，聯系業主，報告指揮部協調正常施工范圍[2]。

2.2 深化設計

2.2.1 重難點

（1）指廊的結構形式多，構件截面復雜多樣，體量較大；

（2）為滿足異型結構現場安裝精度、提高安裝效率，故對深化設計要求高；

（3）鋼結構節點多，深化設計工作人員投入多，各專業協調作業難度大。

2.2.2 解決措施

（1）增加深化設計人員的數量，合理分配各區段的深化人員；

（2）深化設計前要按照方案，明確復雜節點的安裝工藝、典型結構的施工工藝及單元劃分等，在深化設計時充分考慮安裝的合理性；

（3）合理分配復雜節點的深化設計人員，注重與各專業間的協調工作[3]。

2.3 加工制作

2.3.1 重難點

（1）鋼結構節點工藝復雜，加工難度大；

（2）鋼板厚度厚，焊縫質量要求高；

（3）鋼結構施工工期短，短時間內加工體量較大，需要大量資源調配。

2.3.2 解決措施

（1）對復雜的構件及節點制定“化整為零，化難為易，逐步組裝，分步焊接”的加工制作總體原則，制定復雜節點加工工藝書；

（2）根據鋼構件的設計要求，制定工程的焊接工藝評定和焊接指導書，對焊接過程嚴格把控；

（3）協助加工廠調配好人員與原材料等資源，提高加工效率[4]。

2.4 大跨度桁架安裝

2.4.1 重難點

（1）指廊桁架為大跨度平面桁架，需編制合理的現場安裝方案；

（2）大跨度桁架的最大跨度為主桁架36m、次桁架70m，如何控制屋蓋桁架安裝精度是本項目的重難點。

2.4.2 解決措施

（1）制定合理高效的大跨度鋼梁專項安裝方案，深化過程中進行合理分段；

（2）針對指廊屋蓋大跨度的桁架安裝，選擇滿足工況的履帶吊機械進行吊裝，并制定合理的吊裝順序，保證桁架安裝精度；

（3）有效整合公司優質加工制作資源，可通過多個構件加工廠同時加工該工程構件，構件嚴格按照施工圖紙，按照桿件、節點板分類編號。

2.5 現場焊接

2.5.1 重難點

（1）指廊區域采用的鋼材標號大，且焊接構件中厚板焊接比例較大，最大的焊接板厚60mm；

（2）蘭州冬季最低溫度達到-20℃以下，低溫焊接時焊縫質量的控制是該工程的重點。

2.5.2 解決措施

（1）根據現場焊接形式、焊接參數、焊接方法等制定合理的焊接工藝評定，編制焊接作業指導書，現場焊工持“焊接雙證”上崗，提高焊接質量；

（2）在大風及冬季焊接時，采用焊前預熱等保溫措施，并使用焊接棚等防風措施，調整焊接順序，消除應力集中[5]；

（3）針對現場實際焊接情況，對焊工進行理論考試及實際操作考試。做好焊前施工準備，嚴格規范焊接環境，保證焊接質量[6]。

3 鋼柱安裝技術及要求

3.1 施工流程

鋼柱進場驗收→檢查鋼柱→鋼柱表面清理→鋼柱吊裝前準備→鋼柱起吊→吊裝就位→焊接→焊縫探傷→標高、垂直度復測→復核合格→驗收合格。

指廊施工區段（從指廊尾部至與中央區連接方向）劃分為X1區、X2區、X3區，施工順序為X3→X2→X1。

3.2 構件單元劃分

A指廊圓管柱全部下插至承臺，標高13.8m以下為勁性柱，以上為鋼柱（見圖2所示）；幕墻柱13.8m以上為箱型柱。

圖2 A指廊鋼柱分布圖

3.3 起重機械選擇

A指廊鋼柱共21根，地上二節柱起吊最不利工況為22.7t、吊裝半徑為20m，起吊最遠距離為36m，起吊重量14.8t，選用180T履帶吊站在環路進行吊裝；幕墻柱49根，最大重量為6.26t，采用2臺50T汽車吊進行抬吊安裝，選用32.84m主臂，吊裝半徑12m，額定起重量為13.0t×0.8×2=20.8t＞6.26t，滿足吊裝要求，桁架吊裝就位后履帶吊在不松鉤的狀態下幕墻柱插入安裝，待幕墻柱安裝完成后履帶吊方可脫鉤。

3.4 鋼柱安裝要求

（1）鋼柱吊裝前，必須對下節鋼柱頂面和本節鋼骨柱底面進行除塵和打磨處理，保證后續焊接施工質量。

（2）吊裝時，必須保證鋼結構構件不得有在地面上拖拽的現象，起吊高度必須符合要求。起吊、旋轉、提升三個動作要同步緩慢進行，構件就位對接時必須緩慢下降。

（3）鋼柱吊裝就位后，鋼柱的翼腹板必須與下節柱翼腹板界面保持一致，將雙夾板安裝在上下柱的安裝耳板上，緊固螺栓同時檢查鋼柱安裝的垂直度，利用千斤頂進行校正。

（4）鋼柱安裝時必須保證軸線、標高、垂直度及焊縫間隙等每個分項的偏差值都要達到設計及規范要求。

（5）鋼柱吊點設置必須確保起吊后鋼柱符合安裝角度，一般設置在構件安裝位置的重心線上。

（6）鋼柱之間連接的連接板待校正、焊接完畢后割除，割除時不得傷害母材[7]。

A指廊地上鋼柱工況分析見圖3所示。

圖3 A指廊地上鋼柱工況分析圖

4 指廊屋蓋鋼結構安裝施工及技術要求

4.1 指廊屋蓋施工方法

A指廊屋蓋鋼結構工程采用“車間分段拼裝、現場分段吊裝”的施工方法，吊裝采用2臺180T履帶吊、2臺55T履帶吊進行鋼柱→主桁架→次桁架→聯系桁架→環帶桁架單元→矩形鋼梁→圓管支撐→隅撐→屋面檁條→房中房鋼結構安裝的順序進行安裝。

在外圍屋蓋桁架安裝過程中，進行中部屋蓋桁架安裝，采用260T履帶吊在環路進行吊裝，按照先吊裝主桁架再吊裝次桁架順序施工，為減少外圍屋蓋桁架安裝后的水平力，在安裝外圍屋蓋桁架的同時，安裝中部屋蓋主桁架。

4.2 施工過程及技術要求

4.2.1 拼裝技術要求

（1）桁架拼裝需要在平整的地面上進行，對部分不平整地面需要設置拼裝胎架；桁架拼裝前，先驗收出廠桿件是否合格，對偏差嚴重的構件進行處理后方可吊裝；

（2）驗收完畢后，在構件上做相應控制點，如支撐點處位置線、構件就位中心點；

（3）使用全站儀做好各布控點的測量及放線，測量放線要做好原始數據記錄，拼裝過程中要進行復測工作；

（4）單元桿件所在拼裝胎架標高必須用水準儀嚴格控制，要做好過程復測等檢測過程，拼裝胎架的支撐頂部標高誤差≤1.0mm；

（5）吊裝時先在地面對弦桿進行組裝，為保證吊裝方便，先拼裝下部腹桿后拼裝上部腹桿；

（6）構件上胎架時，要校對好設置在構件上和路基板上的點位，尤其是分段處基準線，通過掛線錘的方式檢測投影點與路基板上點位的重合情況，誤差應控制在1.5mm 范圍內；

調校到位的構件，應采用 10～20×100×150 的限位板將其卡死，避免碰撞等發生移位；

（7）將各端口點位坐標控制好后，做好焊接前準備工作；然后進行定位焊，焊工應持相應資質證件且在有效期內；定位焊若出現裂紋、氣孔、夾渣等缺陷后，應清除后重新進行定位焊；正式焊接前，應進行焊前驗收，應符合以下要求：

水平度偏差≤2mm；中心垂直度偏差≤2mm；對口錯邊小于T/10，且不大于2.5mm。

4.2.2 桁架拼裝完成后工序技術要求

（1）將所有拼裝連接板、防變形支撐等臨時固定措施割除，并將切割處打磨平整，除銹后進行防腐處理；

（2）對所有焊縫外觀進行自檢，必須滿足《建筑鋼結構焊接技術規程》和《鋼結構工程施工質量驗收標準》（GB50205-2020）；

（3）焊接完成24h后，對對接焊縫進行100%超聲波探傷，所有桿件對接焊縫均按一級全熔透要求進行施焊和檢驗；對探傷不合格的焊縫，應采用碳弧氣刨清除缺陷，再重新進行焊接、探傷，至合格為止；

（4）焊后檢查各尺寸偏差，應符合下列要求：水平度誤差≤2mm；各相應截面處中心線誤差≤1mm；對口錯邊≤2mm；兩端四周各8個檢測點與地上投影點誤差≤2mm（也可用全站儀用轉換后的坐標復查）。

（5）焊縫探傷、檢驗合格，經專業監理工程師同意后，補涂焊縫處油漆，涂層及漆膜厚度應達到設計要求[8]。

5 結束語

本文以我國西北地區某大型機場項目航站樓指廊鋼結構中的A指廊施工為研究對象，對鋼結構指廊的施工及安裝技術要求進行介紹。文章主要根據A指廊施工的特點，對設計和施工中遇到的技術重難點進行介紹，并分析解決措施；對鋼柱和指廊屋蓋鋼結構的安裝施工及技術要求進行總結。該項目實施中獲得的經驗，可供大跨度桁架和超過60m跨度的網架結構、三角管桁架、平面桁架以及圓管柱等鋼結構的施工提供技術借鑒。