浅谈某大型机场钢结构指廊的施工及安装技术要求

何永鹏

（甘肃省科工建设集团有限公司，甘肃 兰州 730300）

0 引言

我国西北地区某大型机场项目航站楼指廊钢结构采用劲性柱+圆管柱+幕墙柱+空间三管桁架结构+平面桁架结构体系组成，桁架钢结构通过中间圆管柱和两侧幕墙柱进行三点支撑。主要材料材质为Q355C、Q390C、Q390GJC，钢结构总重约2500t。指廊屋盖采用“工厂化加工拼装、现场单榀吊装”的施工方法，吊装采用2台180T履带进行吊装。钢结构屋盖桁架施工场地较小，施工难度较大。本文选择该工程A指廊施工，对钢结构指廊的施工及安装技术要求进行介绍。

1 工程概况

该项目航站楼主体采用钢筋混凝土框架结构，局部大跨度框架采用预应力混凝土梁、支撑柱，屋盖采用钢结构，包括主楼E 和四个指廊A、B、C、D，总建筑面积约40万m2，本文主要针对A指廊施工展开论述。

A指廊位于航站楼主楼西南角，地上三层结构、局部夹层。指廊结构类型为钢框架+平面桁架+屋面次结构，最大跨度36m，最大高度28.5m，见图1。钢结构由圆管柱、矩形柱、主桁架、环形桁架、主次梁、支撑、钢拉杆、登机桥等组成，钢材主要材质为Q355C、Q390GJC。A指廊钢构件截面参数见表1所示。

表1 A指廊钢构件截面参数

图1 A指廊钢结构

2 设计和施工重难点与解决措施

2.1 钢结构施工组织

2.1.1 重难点

（1）该工程钢结构体量大，杆件规格多，施工工期短；

（2）站前国铁地铁开挖区域同步施工，钢结构施工组织、施工道路及堆场设置难度大，与其他专业队伍有交叉施工[1]；

（3）民航机场不停航施工，以及施工限高等限制，要求进行协调。

2.1.2 解决措施

（1）提前合理编制施工方案，选择合适的安装方法，提前计划深化设计、构件加工、机械进场等，提高施工效率，缩短工期；

（2）钢结构施工计划根据土建作业面交付顺序合理编排，合理利用已有作业面穿插施工，合理选择吊装方案直接影响到多专业交叉施工的效率；

（3）合理编制施工区作业指导书，联系业主，报告指挥部协调正常施工范围[2]。

2.2 深化设计

2.2.1 重难点

（1）指廊的结构形式多，构件截面复杂多样，体量较大；

（2）为满足异型结构现场安装精度、提高安装效率，故对深化设计要求高；

（3）钢结构节点多，深化设计工作人员投入多，各专业协调作业难度大。

2.2.2 解决措施

（1）增加深化设计人员的数量，合理分配各区段的深化人员；

（2）深化设计前要按照方案，明确复杂节点的安装工艺、典型结构的施工工艺及单元划分等，在深化设计时充分考虑安装的合理性；

（3）合理分配复杂节点的深化设计人员，注重与各专业间的协调工作[3]。

2.3 加工制作

2.3.1 重难点

（1）钢结构节点工艺复杂，加工难度大；

（2）钢板厚度厚，焊缝质量要求高；

（3）钢结构施工工期短，短时间内加工体量较大，需要大量资源调配。

2.3.2 解决措施

（1）对复杂的构件及节点制定“化整为零，化难为易，逐步组装，分步焊接”的加工制作总体原则，制定复杂节点加工工艺书；

（2）根据钢构件的设计要求，制定工程的焊接工艺评定和焊接指导书，对焊接过程严格把控；

（3）协助加工厂调配好人员与原材料等资源，提高加工效率[4]。

2.4 大跨度桁架安装

2.4.1 重难点

（1）指廊桁架为大跨度平面桁架，需编制合理的现场安装方案；

（2）大跨度桁架的最大跨度为主桁架36m、次桁架70m，如何控制屋盖桁架安装精度是本项目的重难点。

2.4.2 解决措施

（1）制定合理高效的大跨度钢梁专项安装方案，深化过程中进行合理分段；

（2）针对指廊屋盖大跨度的桁架安装，选择满足工况的履带吊机械进行吊装，并制定合理的吊装顺序，保证桁架安装精度；

（3）有效整合公司优质加工制作资源，可通过多个构件加工厂同时加工该工程构件，构件严格按照施工图纸，按照杆件、节点板分类编号。

2.5 现场焊接

2.5.1 重难点

（1）指廊区域采用的钢材标号大，且焊接构件中厚板焊接比例较大，最大的焊接板厚60mm；

（2）兰州冬季最低温度达到-20℃以下，低温焊接时焊缝质量的控制是该工程的重点。

2.5.2 解决措施

（1）根据现场焊接形式、焊接参数、焊接方法等制定合理的焊接工艺评定，编制焊接作业指导书，现场焊工持“焊接双证”上岗，提高焊接质量；

（2）在大风及冬季焊接时，采用焊前预热等保温措施，并使用焊接棚等防风措施，调整焊接顺序，消除应力集中[5]；

（3）针对现场实际焊接情况，对焊工进行理论考试及实际操作考试。做好焊前施工准备，严格规范焊接环境，保证焊接质量[6]。

3 钢柱安装技术及要求

3.1 施工流程

钢柱进场验收→检查钢柱→钢柱表面清理→钢柱吊装前准备→钢柱起吊→吊装就位→焊接→焊缝探伤→标高、垂直度复测→复核合格→验收合格。

指廊施工区段（从指廊尾部至与中央区连接方向）划分为X1区、X2区、X3区，施工顺序为X3→X2→X1。

3.2 构件单元划分

A指廊圆管柱全部下插至承台，标高13.8m以下为劲性柱，以上为钢柱（见图2所示）；幕墙柱13.8m以上为箱型柱。

图2 A指廊钢柱分布图

3.3 起重机械选择

A指廊钢柱共21根，地上二节柱起吊最不利工况为22.7t、吊装半径为20m，起吊最远距离为36m，起吊重量14.8t，选用180T履带吊站在环路进行吊装；幕墙柱49根，最大重量为6.26t，采用2台50T汽车吊进行抬吊安装，选用32.84m主臂，吊装半径12m，额定起重量为13.0t×0.8×2=20.8t＞6.26t，满足吊装要求，桁架吊装就位后履带吊在不松钩的状态下幕墙柱插入安装，待幕墙柱安装完成后履带吊方可脱钩。

3.4 钢柱安装要求

（1）钢柱吊装前，必须对下节钢柱顶面和本节钢骨柱底面进行除尘和打磨处理，保证后续焊接施工质量。

（2）吊装时，必须保证钢结构构件不得有在地面上拖拽的现象，起吊高度必须符合要求。起吊、旋转、提升三个动作要同步缓慢进行，构件就位对接时必须缓慢下降。

（3）钢柱吊装就位后，钢柱的翼腹板必须与下节柱翼腹板界面保持一致，将双夹板安装在上下柱的安装耳板上，紧固螺栓同时检查钢柱安装的垂直度，利用千斤顶进行校正。

（4）钢柱安装时必须保证轴线、标高、垂直度及焊缝间隙等每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求。

（5）钢柱吊点设置必须确保起吊后钢柱符合安装角度，一般设置在构件安装位置的重心线上。

（6）钢柱之间连接的连接板待校正、焊接完毕后割除，割除时不得伤害母材[7]。

A指廊地上钢柱工况分析见图3所示。

图3 A指廊地上钢柱工况分析图

4 指廊屋盖钢结构安装施工及技术要求

4.1 指廊屋盖施工方法

A指廊屋盖钢结构工程采用“车间分段拼装、现场分段吊装”的施工方法，吊装采用2台180T履带吊、2台55T履带吊进行钢柱→主桁架→次桁架→联系桁架→环带桁架单元→矩形钢梁→圆管支撑→隅撑→屋面檩条→房中房钢结构安装的顺序进行安装。

在外围屋盖桁架安装过程中，进行中部屋盖桁架安装，采用260T履带吊在环路进行吊装，按照先吊装主桁架再吊装次桁架顺序施工，为减少外围屋盖桁架安装后的水平力，在安装外围屋盖桁架的同时，安装中部屋盖主桁架。

4.2 施工过程及技术要求

4.2.1 拼装技术要求

（1）桁架拼装需要在平整的地面上进行，对部分不平整地面需要设置拼装胎架；桁架拼装前，先验收出厂杆件是否合格，对偏差严重的构件进行处理后方可吊装；

（2）验收完毕后，在构件上做相应控制点，如支撑点处位置线、构件就位中心点；

（3）使用全站仪做好各布控点的测量及放线，测量放线要做好原始数据记录，拼装过程中要进行复测工作；

（4）单元杆件所在拼装胎架标高必须用水准仪严格控制，要做好过程复测等检测过程，拼装胎架的支撑顶部标高误差≤1.0mm；

（5）吊装时先在地面对弦杆进行组装，为保证吊装方便，先拼装下部腹杆后拼装上部腹杆；

（6）构件上胎架时，要校对好设置在构件上和路基板上的点位，尤其是分段处基准线，通过挂线锤的方式检测投影点与路基板上点位的重合情况，误差应控制在1.5mm 范围内；

调校到位的构件，应采用 10～20×100×150 的限位板将其卡死，避免碰撞等发生移位；

（7）将各端口点位坐标控制好后，做好焊接前准备工作；然后进行定位焊，焊工应持相应资质证件且在有效期内；定位焊若出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷后，应清除后重新进行定位焊；正式焊接前，应进行焊前验收，应符合以下要求：

水平度偏差≤2mm；中心垂直度偏差≤2mm；对口错边小于T/10，且不大于2.5mm。

4.2.2 桁架拼装完成后工序技术要求

（1）将所有拼装连接板、防变形支撑等临时固定措施割除，并将切割处打磨平整，除锈后进行防腐处理；

（2）对所有焊缝外观进行自检，必须满足《建筑钢结构焊接技术规程》和《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）；

（3）焊接完成24h后，对对接焊缝进行100%超声波探伤，所有杆件对接焊缝均按一级全熔透要求进行施焊和检验；对探伤不合格的焊缝，应采用碳弧气刨清除缺陷，再重新进行焊接、探伤，至合格为止；

（4）焊后检查各尺寸偏差，应符合下列要求：水平度误差≤2mm；各相应截面处中心线误差≤1mm；对口错边≤2mm；两端四周各8个检测点与地上投影点误差≤2mm（也可用全站仪用转换后的坐标复查）。

（5）焊缝探伤、检验合格，经专业监理工程师同意后，补涂焊缝处油漆，涂层及漆膜厚度应达到设计要求[8]。

5 结束语

本文以我国西北地区某大型机场项目航站楼指廊钢结构中的A指廊施工为研究对象，对钢结构指廊的施工及安装技术要求进行介绍。文章主要根据A指廊施工的特点，对设计和施工中遇到的技术重难点进行介绍，并分析解决措施；对钢柱和指廊屋盖钢结构的安装施工及技术要求进行总结。该项目实施中获得的经验，可供大跨度桁架和超过60m跨度的网架结构、三角管桁架、平面桁架以及圆管柱等钢结构的施工提供技术借鉴。