多種鋼結構類型在同一大型綜合體中的應用分析與探討

張曉杰 俞瀾

1. 海銀財富管理有限公司 上海 200120；

2. 中國東方航空股份有限公司 上海 201107

引言

鋼結構具有自重較輕，強度較高等特點，且為裝配式，符合智能制造的國家戰略，其在建筑工程中得到了合理、迅速的應用，其應用標志著我國建筑工業的發展。伴隨著我國社會經濟的發展及科學技術的日趨完善，鋼結構的生產也實現了質的飛躍。鋼結構具備綠色建筑的條件，是有利于保護環境、節能減排的建筑，它順應時代的發展和市場的需要，其結構類型和構件截面形式均多種多樣，尤其在同一工程中綜合應用，能夠體現鋼結構相較于傳統混凝土結構靈活多樣的特點。

1 項目概況

本工程位于閔行區虹橋機場西航站區南側，建筑面積為15.7萬m2，項目主要使用功能為機場擴建的配套辦公餐飲休閑購物等。這一綜合性的項目落成后將成為上海虹橋國際機場中重要的組成部分。整個項目地塊被虹翔三路分為南北兩個地塊，兩地塊均由1棟多層塔樓、3棟高層塔樓和裙房組成，塔樓最高為地面以上9層，塔樓和其余各單體屋蓋通過網架相連，形成一個大中庭。南北區通過東西兩個2層鋼連橋相連，跨越虹翔三路[1]。

2 項目中各類型鋼結構的分析與探討

本文以項目中的南區地塊為例，介紹多種鋼結構類型在項目中的混合應用。

2.1 土建框架結構內的勁性鋼骨柱、梁，及土建埋件

此類構件在一般土建高層項目的應用較廣泛，體現了鋼結構構件與混凝土構件共同作用受力，使結構構件和整體項目受力更合理，使建筑面積更優化。該類型鋼結構需與土建專業施工隊（鋼筋班組、模板班組、混凝土班組、塔吊班組司索人員）配合密切、工期配合密切、測量定位相互配合、定位復測，安裝后的保護在施工埋件的過程中，往往是土建結構施工的高峰期，土建施工班組較多，同時對于鋼結構專業來講，埋件的安裝位置準確性與上部鋼結構密切相關，在穿插過程中，要遵循：按圖施工規劃，嚴謹測量安裝、定位監控復測的三個事前事中事后主要的控制原則，而在施工配合上，要在現場總包統一指揮下與各分包班組協調一致。配合的重點在：①工期進度要求，土建結構施工班組多，樓層施工快，要求鋼結構專業提前準備好構件，提前準備好相關施工人員；②質量技術要求，勁性鋼構件與復雜的鋼筋綁扎密切，施工前需要與土建技術、現場施工人員充分溝通好圖紙問題，一般情況下是支架→模板→底鋼筋→鋼構件→架立鋼筋→頂鋼筋，同時需要穿筋或圖紙變更，要保持與原結構設計師的溝通和請示；③質量驗收要求主要有兩個方面，本項目的埋件屬于勁性鋼骨構件埋件，重量達1噸，外形非規則形狀，一方面對幾何尺寸要求對照圖紙驗收，另一方面，在安裝過程就位要保證對埋件的安裝位置進行監測，采用全站儀，與總包土建測量人員相互配合，利用三維坐標測量的方式進行安裝測量，監測復測。

圖1 項目勁性結構施工

2.2 屋頂鋼結構采用鋼管桁架形式的平面正四交形網架

在國內項目上應用較少，一般網架均采取焊接球、螺栓球、主次桁架、單層網格鋼構等類型的空間結構形式，但本項目的屋頂鋼網架，為雙層正交管節點均為管管相貫連接，每個節點相貫管最多達八根管構件，鋼結構屋頂作為幕墻結構的承重。考慮施工場地和結構特點，本項目網架采用地面散拼成分片單元，然后利用支撐架進行安裝。屋面鋼結構吊裝是本項目第一個重點，項目初期方案計劃使用吊臂吊裝更有優勢的履帶吊，后改為汽車吊，汽車吊站位區與地下土建結構施工穿插進行、地下室不僅考慮加固，還需要與地下頂管施工隊施工時間相協調。吊裝順序，從最遠端最不利吊裝點至最近端吊裝點，同時進行汽車吊型號的換用，以達到最經濟適用的目的。在吊裝中庭檐口鋼結構，大吊車站位場外又與市政道路相關，該區域不僅是一般市政道路，而且是虹橋機場的VVIP道路，經常會有三級以上政治任務，緊急政治任務時需3h內清場，保證VVIP的通行[2]。

2.3 鋼結構室內連廊結構、鋼結構平臺結構

作為整體土建項目的結構補充作用，通過輕盈的鋼結構設計，應用在連接兩座、三座建筑單體之間的連廊結構，實用性非常強，結構形式在一般項目中較多出現。在本項目的三層、四層、五層結構，設計了鋼連廊，便于連接幾棟建筑物，同時考慮建筑效果設計了幾處鋼結構小平臺，而在施工過程中，連廊及小平臺均與土建施工穿插進行，且由于連廊位置在建筑內部，且汽車吊無法站位，而塔吊又由于吊重受限，所以不適合整體吊裝，只能采取散件拼裝，塔吊散件吊裝[3]。

2.4 連接南北地塊的跨街鋼結構橋梁

鋼結構橋梁在目前國內市政道路橋梁工程中應用較多，應用在大型綜合體較少， 由于本結構的特殊性，需要通過結構連接南北區塊，因此采用鋼結構是最適當的方式，通過國內外設計師的通力合作，為保證呈現鋼結構連橋的輕盈的建筑效果，部分采用了預應力鋼拉桿作為連橋的受力構件。本工程兩座鋼連橋其平面投影均為弧形，其弧長分別為41m和58m，桁架高度為3.75m，桁架寬度為3.7m，主要截面形式為焊接箱梁400×400×16×30，熱軋型鋼HN250×150×6×9，D16、D30高強鋼棒，材質主要為Q345B，鋼棒連接耳板采用Q420材質。在兩側1/3處均有斜支撐支點，分段借助斜支撐支點位置的分段，分為三段，跨中也剛好跨市政道路。

2.5 其他鋼結構類型

2.5.1 懸挑鋼結構雨棚。雨棚鋼結構屬于一般鋼結構形式，本工程的雨棚鋼結構采用桅桿與拉桿配合受力的結構型式。

2.5.2 屋頂鋼結構大截面H型鋼框架主梁。屋頂采光頂鋼結構體系中，部分采用H型鋼梁作為屋頂承重鋼架，形式簡潔，與網架結構對比建筑效果強烈沖突，相同的屋頂受力作用，卻通過不同的鋼結構形式所呈現，更能體會到鋼結構這種建筑形式的多樣性。

圖2 屋面桁架結構施工

3 結束語

在本綜合體項目中，鋼結構專業總工程體量970t，在一般鋼結構項目中不屬于大型項目，但由于單體類型較多，鋼結構分散，而項目本身又是多功能綜合體，各個單體與混凝土結構之間的穿插施工組織協調非常復雜，現場每個分項單體，獨立施工，都需要專項施工方案，且使用的安裝工藝均不相同，因此在綜合體項目中，對于鋼結構技術人員，對于鋼結構安裝方案適應性和靈活性是極大的考驗。