維修機庫網架提升方法決策研究

韓宏武（上海東航投資有限公司，上海 200232）

0 引 言

2021 年兩會針對十四五規劃與 2035 年遠景目標綱要對我國民航產業提出宏偉的藍圖：實施廣州、深圳、昆明、西安、重慶、烏魯木齊、哈爾濱等國際樞紐機場和杭州、合肥、濟南、長沙、南寧等區域性樞紐機場改擴建工程，建設廈門、大連、三亞新機場。建設朔州、嘉興、瑞金、黔北、阿拉爾等支線機場，新增民用運輸機場 30 個以上。

民航機場建設的進一步發展，豐富我國航線的同時，也對航天器的維護保養提出了更為高效、精準與快捷的要求。其中，維修機庫，作為航天器維護保養的基礎設施的建設無疑是重中之重。

維修機庫的庫頂往往采用球型網架結構，并在庫門處采用多層桁架結構。建設要求往往具有跨度大、高度高、變形要求小、施工難度大的特點。綜合考慮高空作業、施工成本、施工進度與施工難度等因素，往往采取在地面整體拼裝焊接完畢后整體提升至設計標高的方案。

本文通過實際案例，對常用網架提升方案進行梳理，分析各方案的優缺點與限制條件，形成不同條件下網架提升方案推選決策，為后續維修機庫的建設提供參考與建議。

1 維修機庫類別與網架概述

維修機庫從服務對象上一般分為寬體機機庫與窄體機機庫；從服務對象數量上一般分為單機位機庫、雙機位機庫與多機位機庫；從機庫大廳與維修輔房的布置上一般分為環繞式、前后式；從結構形式上看，一般維修機庫柱體采用排柱形式，維修機庫頂采用球型網架結構，維修機庫門頭采用局部桁架結構。

影響維修機庫提升方案選擇的主要限制在于維修機庫本身的跨度與進深。一般其跨度在 70～150 m 不等，進深一般控制在 60～90 m；網架高度一般由前兩者確定后經結構設計計算確定，一般常見的是單層網架或雙層網架。網架的提升高度一般在 24～35 m 之間。

2 常用維修機庫網架提升方法

根據維修機庫網架跨度、進深的不同，施工條件的不同，施工質量上的不同與成本上的因素，一般主要的機庫網架提升方案包括提升與頂升兩種；提升方法中考慮不同的支撐載體又分為利用原有結構的原位提升與新建格構柱的新點提升兩種。

2.1 維修機庫網架原位提升技術

原位提升技術的核心是利用原設計的結構柱，將提升油泵配置在結構柱的柱頂后，通過多絞鋼纜將地面拼裝的網架同步提升至設計標高。在這個施工過程中，提升的網架受力大部分由主體結構立柱承擔，對本身的主體結構有較大的要求。

該方案在武漢東航維修機庫網架施工中實踐成果，在整體項目經濟性上具有較大的參考價值。

2.2 維修機庫新點提升技術

新點提升技術的核心是在機庫大廳內按計算新建多個略高于結構柱的格構柱，并在格構柱上方設置提升油泵，通過多絞鋼纜將地面拼裝的網架同步提升至設計標高。在這個過程中，網架本身的受力完全落在新建的格構柱上，對原有結構體系沒有任何影響。

該方案在北京東航新機庫網架施工中實踐成功，也積累了不少經驗。

2.3 機庫網架頂升技術

網架頂升技術的核心是在機庫大廳中按計算新建多個頂升節點，將一次性的網架提升按格構柱模數進一步細分，通過多個提升輪次進行：千斤頂“頂”升—新增“標準節”—泵站回油爬升千斤頂—固定千斤頂受力件后，將維修機庫網架頂升至目標設計標高。

該方案在青島新機場東航維修機庫網架施工中實踐成功，也積累了不少經驗。

3 網架提升方法的決策分析

3.1 三種網架提升方案的條件及優缺分析

（1）原位提升方案的條件及優缺分析

原位提升方案由于將油泵與提升裝置配置在原有的結構柱上，因此其對結構柱的預留荷載要求要遠高于正常的立柱工作狀況。同時，為便于施工與后期的網架補焊，該提升吊點一般會懸臂于結構立柱以外 1～2 m 距離，對立柱的受力形成偏心受壓。因此，結構設計時除需復算受壓荷載以外，對于柱體（尤其是立柱中部）的受彎受剪能力應做專項復算或預留。

另外，原位提升方案由于其原有結構體系的布置形式與施工設備的負荷限制，對于大跨度的雙機位乃至三機位寬體機機庫網架提升具有一定的限制，需在受力集中區域或機庫門頭區域增設提升格構柱輔助提升。

相比其他兩種提升方案，經濟性是原位提升方案最大的優點。該方案能最大限度的利用原有結構體系，不用新建格構柱或頂升柱及下部的基礎與灌注樁，使得該方案在分攤成本上具有較大的優勢。

其次是提升質量可控。原位提升由于在機庫結構柱頂一次安裝完畢后一次調平后，全程通過計算機及機械油泵同步提升。因此，在施工質量上受人為干擾較小，施工質量可靠性較高。

相對來說，原位提升方案對于原結構柱體的豎向精度要求更高。其原因在于當整個結構體系受力時，結構柱體受力變形，產生彈性形變后會進一步加劇其偏心受壓，從而進一步加劇對原結構體系的整體風險。換句話說，原位提升對于施工方案的編制單位與原結構的設計單位要求相對較高。

另一方面，原位提升方案要求在原結構柱體施工完畢，完成混凝土養護以后方可施工。這會對施工工序與施工進度帶來更多的組織要求。

（2）新點提升方案的條件及優缺分析

新點提升方案普適性相比原位提升方案要高。結構設計階段不需要為提升方案預留充分的結構荷載，同時也沒有超大跨的應用限制。

新點提升方案是介于原位提升與頂升方案之間的。其最大的優點在于提升過程受力完全與原結構體系脫開，不會產生因提升施工造成結構安全風險。

其次，由于受力的格構柱為新增的，因此對于格構柱而言，新點提升方案的受力均為軸向受力。其施工方案的計算相對來說較為簡單，且不需考慮施工中的彈性形變導致偏心受壓的情況，相對來說其施工方案的可控性是三個方案中最高的。

同時，由于不存在工序上的搭接，新增格構柱與機庫原結構柱可以同時施工，一定程度上加快了施工進度。

相比原位提升，新點提升新增有所有的提升格構柱以及格構柱下部的基礎與樁基，因此該方案成本較高。

（3）網架頂升方案的條件及優缺分析

網架頂升方案相對來說沒有特殊的預留條件，方案普適性與新點提升方案一致。

網架頂升方案的優點在于控制環節較多，可以在施工過程中不斷微調。同時，網架頂升方案相比提升方案而言，其施工設備上的自動化要求相對較低。

頂升方案的缺點同樣在于控制環節過多，很容易產生累積誤差并導致整體頂升偏移。另外，頂升架體由于需要在頂升過程中不斷安裝，其強度與水平度的控制具有較大的難度。

3.2 不同條件下網架提升方案的決策邏輯

從三個提升方案的優缺點中分析，在施工計劃可控的前提下首選的提升方案必然是原位提升。考慮到網架提升前還有較長的施工準備時間與多個前道施工工序，其施工進度完全有機會將其調整出來。需要特別注意的是，如果采用原位提升，在整體施工前應將此施工方案要求告知設計院，看是否需對原設計方案進行相應補強。

相應的，如果整個項目的設計單位相對缺乏經驗，施工隊伍也缺乏大跨度鋼結構提升施工的經驗與能力，可以退而求其次選擇新點提升。相對來說，采用新點提升新增的施工成本相比整個項目投資而言并不是很多，但在施工上的確規避了很多安全隱患。

由于其施工質量可控性較差，且無明顯的方案優勢，原則上不建議采用頂升方式進行網架施工。

3.3 不同決策下的施工要點分析

如網架采用原位提升方案施工，施工前期需對原結構柱的垂直度進行嚴格的控制。其垂直度的偏差值一般應高于國標驗收規范 20%；其次，在網架提升過程中要重點關注結構柱體的變形情況，并參照國標框架柱的變形限制要求進行控制；第三，整個提升過程應嚴禁結構主體發生局部開裂。對于柱體產生的任何微小縫隙均應保持高度警惕；第四，精密控制提升點與結構柱體的間距，避免因結構柱體彈性形變導致提升點與結構柱體之間的碰擦；

如采用新點提升方案施工，施工前期需對新建的結構格構柱基礎及地坪強度予以復算，確保格構柱體地坪受力及平整度符合要求。提升過程中應重點控制各提升點的平衡與水準，確保整體提升在預設條件以內。

整體提升過程應隨時關注風速、氣溫帶來的影響，避免因自然條件變化導致網架架體產生不可控的變化。

4 結 論

本文通過對三個維修機庫網架不同提升方案的實踐，歸納并提煉出不同機庫網架提升方案的適用范圍與優缺，提出在技術實力許可的條件下優先采用原位提升的網架提升方案的結論，并基于實際網架提升方案的實踐，提出不同方案選擇下主要的施工控制要點，望為后續的網架提升案例提供參考。