素有“春城”美譽(yù)的昆明，蘊(yùn)涵了絢麗多彩的民族風(fēng)情。如今，正在興建的昆明新機(jī)場航站樓，又將為這座美麗的城市增添一道靚麗的風(fēng)景。昆明新機(jī)場航站樓中央大廳沒有設(shè)立柱，而是巧妙地采用異型彎扭鋼箱梁制成飄逸的七條彩帶作為承重結(jié)構(gòu)，藝術(shù)地再現(xiàn)七彩云南的靈性。該機(jī)場建設(shè)將現(xiàn)代美學(xué)與地域文化特色完美統(tǒng)一，成為整個建筑立面和內(nèi)部空間重要的結(jié)構(gòu)與裝飾，給建筑空間帶來獨(dú)一無二的地方特色和濃厚的云南少數(shù)民族風(fēng)情，是我國大型航空港中最具民族特色的機(jī)場，他們成功地在鋼結(jié)構(gòu)建筑中采用了彎扭弧形箱形梁、幕墻搖擺柱、錐形鋼管柱，以及鋼網(wǎng)架斜坡式同步整體滑移技術(shù)、電腦模擬預(yù)拼裝等，標(biāo)志著我國建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)已居于世界領(lǐng)先地位。
昆明新機(jī)場是國家“十一五”期間批準(zhǔn)新建的大型機(jī)場，定位為面向東南亞、南亞，連接歐亞的國家門戶樞紐，是繼北京、上海、廣州之后第四個大空港。昆明新機(jī)場航站樓南北長約850米，東西寬約1130米，總建筑面積約54.83萬平方米。工程重點航站樓規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式新穎，面臨多項世界性工程難題。
異型彩帶彎扭箱形構(gòu)件再創(chuàng)鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)
當(dāng)記者走進(jìn)航站樓縱向跨度72米，橫向跨度380米的中央大廳時，映入眼簾的是飄然起伏異型彎扭鋼箱梁彩帶，藝術(shù)性地交織支撐著屋面系統(tǒng)，給人一種全新的空間感覺。
據(jù)江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司昆明新機(jī)場項目部廖功華總工程師介紹：“昆明新機(jī)場航站樓主體鋼結(jié)構(gòu)工程由形似7條彩帶的鋼箱梁、188根錐形鋼管柱、738根幕墻柱及12根T形柱組成。昆明新機(jī)場航站樓鋼結(jié)構(gòu)件共1021件，焊縫超聲波檢測長度約5萬米，凈投鋼總量約2.9萬噸。特別是航站樓中央大廳的7條彩帶寓意象征七彩云南，全部由彎扭弧形箱形梁組成，構(gòu)件最大板厚達(dá)100毫米，其加工成型工藝比較復(fù)雜，呈空間彎扭形狀。如何采取有效的加工和檢測方法，來保證彎扭箱體部件的成形準(zhǔn)確和檢測方便是工程最大的難點之一。彎扭弧形箱形梁板厚均在60毫米，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制作難度非常大，特別是彩帶中間X形支座和2、3號彩帶中間的交叉X節(jié)點。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造原因，箱體內(nèi)設(shè)置了較多的縱橫向隔板，焊接變形非常大，焊接殘余應(yīng)力高。如何采取合理的焊接工藝和消除殘余應(yīng)力是關(guān)鍵。我們運(yùn)用傳統(tǒng)的造船工藝，并結(jié)合現(xiàn)代的電腦模擬技術(shù)，攻克技術(shù)難關(guān)，創(chuàng)造了復(fù)雜彎扭構(gòu)件安裝一次到位的奇跡。如今，電腦模擬預(yù)拼裝技術(shù)已申請國家專利，達(dá)到世界先進(jìn)水平。”
為了進(jìn)一步加深對航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程情況的了解，在繁忙緊張的昆明新機(jī)場建設(shè)指揮部，記者采訪了昆明新機(jī)場建設(shè)指揮部姜良閩副指揮長。這位資深工程技術(shù)專家對記者說：“滬寧鋼機(jī)在昆明新機(jī)場航站樓工程中主要承建的鋼結(jié)構(gòu)工程有三大塊。第一，彩帶、搖擺柱、梭形鋼管柱。1號~4號的彩帶是交叉的，其中2、3號彩帶是彎扭異型鋼結(jié)構(gòu)件，加工難度很大。第二，屋面鋼網(wǎng)架有2萬噸，面積有20萬平方米，由滬寧鋼機(jī)總承包。第三，登機(jī)橋鋼結(jié)構(gòu)工程有300萬噸～400萬噸。鋼結(jié)構(gòu)基本上都是滬寧鋼機(jī)制作。滬寧鋼機(jī)是誠實、守信的公司，其鋼結(jié)構(gòu)加工能力、工藝水平是有保證的。目前航站樓將進(jìn)入裝飾階段，我們請中國人民解放軍測繪學(xué)院對航站樓屋面網(wǎng)架的下弦桿球進(jìn)行檢測，取10厘米長的x、y、z三維空間進(jìn)行測量，其誤差不超過3%。在航站樓整個網(wǎng)架屋面系統(tǒng)球形焊接的接點有1.4萬個，為保證工程質(zhì)量，焊接點100%紅外線探傷檢測，為裝飾工程打下了堅實基礎(chǔ)。彎扭箱形彩帶是昆明新機(jī)場航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程的亮點，滬寧鋼機(jī)從深化設(shè)計到鋼結(jié)構(gòu)制作都很成功。彎扭箱形彩帶的預(yù)拼裝很重要，關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)安裝的精度。鋼結(jié)構(gòu)件重平均為70多噸，最大的一個有150噸，滬寧鋼機(jī)采取放大樣、節(jié)點做木模、計算機(jī)模擬測量復(fù)位時的數(shù)據(jù)，為順利安裝創(chuàng)造了條件。整個航站樓的彎扭箱形彩帶的長度加起來有七八千米，如果要到現(xiàn)場預(yù)拼裝，其工程的進(jìn)度不知到啥時。滬寧鋼機(jī)由于采用先進(jìn)、科學(xué)的制造工藝，為航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)度贏得了時間，質(zhì)量上也有保證。”
破解難題做好航站樓幕墻搖擺柱、錐形柱
昆明新機(jī)場航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程大量采用箱形結(jié)構(gòu)，包括所有的彩帶、T形柱、幕墻柱。由于建筑造型的限制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間非常狹小，箱體內(nèi)的焊接有非常大的困難。
項目部廖功華總工程師舉例說：“比如幕墻搖擺柱截面呈梯形，最大重量約23噸，共738根。箱體內(nèi)置一道縱隔板，并在與幕墻玻璃的支撐橫梁相接處設(shè)置多層橫隔板，造成箱體內(nèi)部的縱橫隔板焊接非常困難。如何采取合理的組裝方法和焊接工藝是施工的關(guān)鍵。我們采取一系列質(zhì)量控制手段，保證每一根幕墻搖擺柱從外觀到內(nèi)在質(zhì)量都完美無缺。”同樣，航站樓中的錐形鋼管柱數(shù)量也較多，最大壁厚達(dá)到50毫米，最重的鋼管柱重約45噸，高度在12.8米～25.8米之間共188根。由于對錐形鋼管柱的外形呈錐形工藝要求非常高，其加工難度很大。在加工過程中采取何種措施保證鋼管柱的成型美觀，在焊接時采取何種措施來保證焊縫的焊接質(zhì)量要求是一大難點。我們采用錐管柱分段由一塊板加工而成，形成只有一條垂直縱縫相接，這種做法節(jié)省了一條縱縫，但給加工帶來更大的困難。為了保證錐形鋼管柱的強(qiáng)度，設(shè)計要求在鋼管柱內(nèi)設(shè)置縱向和橫向加勁肋，保證內(nèi)部焊接時的質(zhì)量及焊接變形對鋼管柱外形表面美觀的影響，滬寧鋼機(jī)有一套嚴(yán)格的加工制作工藝，先進(jìn)的操作技術(shù)和質(zhì)量管控措施，從而保證每一件鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
鋼網(wǎng)架斜坡式同步整體滑移施工在我國尚屬首次
在航站樓鋼結(jié)構(gòu)工程中，鋼網(wǎng)架的制作、安裝也是工程的重要環(huán)節(jié)。昆明新機(jī)場航站樓的屋頂網(wǎng)架安裝與眾不同，是斜坡式同步整體滑移。
就如新機(jī)場建設(shè)指揮部朱維榮主任所說：“在整個屋頂網(wǎng)架安裝時，我們指揮部的領(lǐng)導(dǎo)密切注視著工程的每一個進(jìn)度。要知道屋頂網(wǎng)架不能出一點差錯，否則就是災(zāi)難性的破壞。”
由于航站樓前中心區(qū)跨度大，高度高，不同專業(yè)的交叉作業(yè)多，為了達(dá)到施工要求，滬寧鋼機(jī)采用分片、分塊、網(wǎng)架高低落差21米的國內(nèi)首創(chuàng)的電腦控制的大跨度滑移安裝新工藝、新方法，前中心區(qū)共累計完成14塊網(wǎng)架分段滑移，累計滑移總重約3000噸。其中1號～5號彩帶間網(wǎng)架采用坡度達(dá)3.34度，斜坡長為43.5米的斜坡式同步整體滑移技術(shù)，斜坡式同步整體滑移施工在我國尚屬首次。
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