北京新機場旅客航站樓及綜合換乘中心鋼結構工程BIM應用

2月18日，北京新機場航站樓招標結果正式揭曉，北京城建集團和北京建工集團分別中標核心區(qū)和指廊區(qū)的建設工程。

北京新機場屋頂及支承系統(tǒng)采用鋼結構,航站樓屋頂鋼結構分為6個區(qū),分別為中央大廳和5個指廊區(qū)域,大廳部分屋頂支承結構由c形柱、支承筒、北側幕墻支承框架、鋼管柱和其他幕墻柱組成,指廊由鋼管柱和幕墻柱支承,屋頂為自由曲面,結構形式為網(wǎng)架和桁架,屋面圍護系統(tǒng)為帶裝飾板的直立鎖邊金屬屋面,外墻圍護系統(tǒng)為玻璃幕墻。介紹了北京新機場航站樓屋頂鋼結構的結構體系,對其中最為復雜的結構單元中央大廳屋頂支承結構(c形柱)的承載能力做了詳細的分析研究,并對中央大廳整體屋頂鋼結構的非線性穩(wěn)定承載能力做了細致的研究,同時對屋頂鋼結構支承結構的整體豎向承載能力和水平承載能力分別進行了分析,總結了多個角度下水平承載能力大小,為確定支承結構的抗震性能提供了依據(jù)。

北京新機場航站樓屋蓋采用不規(guī)則自由曲面空間網(wǎng)架結構,最大跨度達125m。對屋蓋結構卸載過程進行的數(shù)值仿真分析表明,變形及應力監(jiān)測結果與有限元分析結果吻合度相對較高,卸載計算模型合理正確,卸載過程中整個結構受力穩(wěn)定,驗證了現(xiàn)場施工方案和卸載技術的可行性。

1項目概況1.1項目基本信息北京新機場航站區(qū)項目是以航站樓為核心、多個配套項目共同組成的大型建筑綜合體,項目總建筑面積約143萬m~2,屬于國家重點工程(圖1)。其中,航站樓及換乘中心核心區(qū)工程建筑面積約60萬m~2,為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構,造型變化多樣,施工人員眾多,對施工技術與管理的要求較高,需引進新技術協(xié)助項目施工。1.2項目難點

由江蘇滬寧鋼機股份有限公司承建的昆明新機場航站樓鋼結構工程近日正式開工。昆明新機場是與首都機場、上海浦東國際機場、廣州白云國際機場并列的國內(nèi)四大航空機場之一。建成后，昆明新機場將對加快開發(fā)我國西南地區(qū)、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮巨大作用，也將成為我國聯(lián)系東盟、南亞、印度洋、中東地區(qū)的重要“空中走廊”。

最近許多細心的乘客在乘坐飛機飛過北京南部上空時,都會發(fā)現(xiàn)北京新機場航站樓的整體輪廓已經(jīng)非常清晰.\n截至今年6月底,北京新機場飛行區(qū)工程土方工程、強夯、沖擊碾壓等均已完成工程總量的80%以上,跑道、滑行道的道面混凝土澆筑和管線、房建等工程建設有序進行.其中航站樓鋼網(wǎng)架結構已經(jīng)于6月30日順利封頂.

3月16日上午10時,隨著最后一罐混凝土澆筑完畢,北京新機場航站樓混凝土結構封頂。此舉標志著我國規(guī)模最大的空地一體化綜合交通樞紐建設工程將全面轉(zhuǎn)入鋼結構安裝階段,成為新機場項目總體工期計劃的又一個重要里程碑。北京新機場定位為"大型國際樞紐機場"。場址位于北京市大興區(qū)榆垡鎮(zhèn)、禮賢鎮(zhèn)和河北省廊坊市廣陽區(qū)之間,直線距天安門約46km、距首都機場約67km、距廊坊市約26km。遠期規(guī)劃年

北京新機場航站樓核心區(qū)屋蓋采用不規(guī)則自由曲面鋼網(wǎng)格結構,桿件之間主要通過焊接球連接,局部位置管與管直接相貫焊接連接。屋蓋具有造型復雜、投影面積大、下部支撐少等特點,同時項目工期緊、專業(yè)繁多、施工條件差,工程的質(zhì)量要求高。介紹了該項目的特點及難點,對鋼結構屋蓋的方案比選以及最終的實施方案做了系統(tǒng)描述。結果表明,工程質(zhì)量符合規(guī)范要求,施工安全得到了有效保證,同時提前實現(xiàn)了項目工期目標。

北京新機場航站樓核心區(qū)屋蓋采用不規(guī)則自由曲面鋼網(wǎng)格結構,桿件之間主要通過焊接球連接,局部位置管與管直接相貫焊接連接.屋蓋具有造型復雜、投影面積大、下部支撐少等特點,同時項目工期緊、專業(yè)繁多、施工條件差,工程的質(zhì)量要求高.介紹了該項目的特點及難點,對鋼結構屋蓋的方案比選以及最終的實施方案做了系統(tǒng)描述.結果表明,工程質(zhì)量符合規(guī)范要求,施工安全得到了有效保證,同時提前實現(xiàn)了項目工期目標.

昆明新機場航站樓采用造型獨特的鋼彩帶結構,部分為異常復雜的彎扭箱體構件,采用一般的深化設計手段和方法,滿足不了彎扭構件的深化設計要求,給鋼結構的深化設計帶來了極大挑戰(zhàn)。結合工程特點,采用自行開發(fā)的彎扭構件專用深化設計軟件,解決此難題。同時,考慮到箱體內(nèi)部焊接空間非常狹小,焊接困難,深化設計階段采取了有效的組裝和焊接工藝對結構進行優(yōu)化設計,滿足工廠加工和現(xiàn)場安裝的需要,并進行了焊接方法和焊接可行性的研究和優(yōu)化,提出能適合本工程的最優(yōu)焊接方法。

北京新機場航站樓是全球最大的單體減隔震建筑。隔震支座安裝施工中,采用下支墩二次灌漿工藝將埋件找平找正,使用磁力起重器解決了不銹鋼板滑動面的吊裝平衡及變形問題,滿足了安裝精度要求,保證了減隔震系統(tǒng)的抗震能力。

北京新機場航站樓阻尼器安裝施工中,針對吊裝就位及預埋件埋設等難題,采取梁底預埋吊鉤、叉車與鋼架配合、吊柱鋼筋籠工廠加工等方式,提高了施工效率,保證了阻尼器順利安裝。

介紹廣州新白云國際機場航站樓主樓鋼結構箱形壓型鋼板的試驗、制作、安裝及質(zhì)量控制。

昆明新機場航站樓鋼彩帶體系主要由彩帶結構和懸臂鋼柱組成,鋼彩帶共有7根,主要由大截面箱梁構成。本工程彩帶設計為空間彎扭構件,為確保鋼結構安裝精度,必須進行工廠預拼裝。鑒于鋼彩帶構件外形尺寸大、分段制作,且對構件制作精度、接口尺寸要求高,采用計算機模擬拼裝技術。以4號鋼彩帶為例,主要介紹了模擬拼裝技術原理、拼裝工藝,檢測結果顯示構件加工精度符合設計和安裝精度要求。

北京新機場航站樓土建結構中布置有縱橫交錯的后澆帶,在屋蓋鋼結構施工方案確定時,需重點關注結構后澆帶對施工過程中結構變形和內(nèi)力變化帶來的影響.主要對比了\"分區(qū)卸載,總體合龍\"和\"先合龍后卸載\"2種方案下,支撐體系柱腳反力的分布情況,對隔震層支座的安全性進行合理評估;同時,對\"分區(qū)卸載,總體合龍\"思路下,后澆帶的澆筑時機進行了對比分析.結果表明,\"分區(qū)卸載,總體合龍\"更符合本工程實際,對隔震層支座產(chǎn)生的水平剪力影響更小;選擇條形天窗安裝前進行結構后澆帶的澆筑較為合理,對結構變形和內(nèi)力更為有利.

北京新機場航站樓土建結構中布置有縱橫交錯的后澆帶,在屋蓋鋼結構施工方案確定時,需重點關注結構后澆帶對施工過程中結構變形和內(nèi)力變化帶來的影響。主要對比了\"分區(qū)卸載,總體合龍\"和\"先合龍后卸載\"2種方案下,支撐體系柱腳反力的分布情況,對隔震層支座的安全性進行合理評估；同時,對\"分區(qū)卸載,總體合龍\"思路下,后澆帶的澆筑時機進行了對比分析。結果表明,\"分區(qū)卸載,總體合龍\"更符合本工程實際,對隔震層支座產(chǎn)生的水平剪力影響更小；選擇條形天窗安裝前進行結構后澆帶的澆筑較為合理,對結構變形和內(nèi)力更為有利。

合肥新機場航站樓鋼結構跨度大,結構形式復雜,施工難度高,本文提出將施工與結構分析集成于一體的大跨鋼結構伺服施工思路,利用精密儀器對施工各個階段中的箱梁結構變形和行走式塔吊的結構撓度變形及鋼管支撐柱的應力與變形的實時監(jiān)測,將所得數(shù)據(jù)與采用有限元軟件sap2000理論計算的結果進行對比分析,為后續(xù)施工提供參考和借鑒。

主要介紹廣州新白云國際機場鋼結構工程新技術,其中概括介紹了鋼結構工程的計算機技術、厚板焊接、桁架安裝、防腐等技術的應用。

基于北京新機場航站樓c2型鋼柱結構,研究頂部水平約束對c2型鋼柱結構破壞形式及豎向承載力的影響.利用有限元軟件abaqus對模型進行非線性屈曲分析,得出c2型鋼柱結構的破壞形態(tài)及應力分布情況,同時通過計算得出荷載-位移曲線、極限承載力等.對比不同約束條件下結構的承載力,提出適用于c2型鋼柱結構的承載力計算方法.研究結果表明:隨著頂部約束剛度的增大,c2型鋼柱結構破壞形式由中心對稱分布向單側分布轉(zhuǎn)變,最大應力集中在環(huán)向桿件及其連接的斜撐桿上,斜撐桿發(fā)生明顯拱起變形;隨著頂部約束剛度增大至80kn/mm,屈服承載力及極限承載力均顯著增大20％;隨著頂部水平約束剛度由80kn/mm增大到5000kn/mm,屈服承載力及極限承載力均呈現(xiàn)緩慢增長,分別增大4％和6％;剛度由5000kn/mm繼續(xù)增加時,屈服承載力及極限承載力不再增加,因此適度增大結構頂部約束剛度即可顯著增強結構抵抗豎向荷載的能力;采用的承載力計算方法可有效計算標準組合下c2型鋼柱結構的豎向承載力值.

本文介紹了昆明新機場航站樓幕墻拉索結構張拉設計與施工，分析了幕墻結構體系與主體結構的關系，提出了合理的構造措施，詳細闡述了拉索結構分級分步張拉合理的施工方案，充分體現(xiàn)了航站樓單索點支式玻璃幕墻與鋼彩帶組成“金鑲玉”的絢麗效果。

工程概況：\r\n擴建工程分為新建指廊（a段）、航站樓（b段）、擴建指廊（c段）及舊航站樓改造。地上2層，a、b和c段屋面水平投影尺寸各為150m×29m、140m×93．5m、158m×17．6m。工程分二期建設，最終各段將連為一體，成為大連市的標志性建筑。b段主樓屋面圓弧拱梁跨度53．5m，拱矢高3m，柱頂標高19m。入口處檐口懸挑長度12m。

********航站樓 鋼結構工程 監(jiān)理實施細則 編制人： 批準人： **********監(jiān)理公司 ******項目部 ***年*月 工程監(jiān)理實施細則 2 一、工程概況 1、專業(yè)工程的特點 航站樓屋蓋鋼結構表面由對稱的兩個圓環(huán)相交切割而成，設計為 雙曲空間曲面，平面投影呈飛鳥形?？傞L486m，寬度為66.7~145m， 屋面高度14m~32m，整個屋面分為a、b、c三個區(qū)，屋蓋的水平投 影面積為50406m2。 航站樓的兩翼區(qū)域（1~6軸、31~36軸）采用單跨，最大跨度為 76.3m，中間區(qū)域（7~30軸）由于跨度較大（85.9~122.8m）,在中間 增設v形支柱，成為雙連跨門形空間桁架，最大跨度為62.6+60.2m。 空間桁架斷面是由三根鋼管作為弦桿組成的等腰三角形，上邊長 5m，三角形高約3.9m。桁架的弦桿是具有相同軸心的圓環(huán)上的圓弧