北京首都机场T3B航站楼关键施工技术

1、北京首都机场T3B航站楼关键施工技术北京建工集团首都机场工程经理部副总经理冯贵宝概况工程概况北京首都国际机场新航站楼T3B工程建筑面积387057，地下二层（局部三层）、地上三层，工程东西宽765m，南北长940m，整体呈“Y”字型。 工程主要结构形式：基础采用桩基及筏板基础，地下为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，地上为混凝土框架结构及巨型钢管柱结构，外围护采用玻璃幕墙与金属板，屋顶为抽空三角锥混合节点网壳结构，屋面为多曲面金属屋面板。地上建筑功能，首层主要为远机位出发层，国际旅客的行李处理系统，机坪服务设施，机电设备用房等，二层为国际出发大厅、商业区及园林景观，三层为国际到达层。地下建筑功能主要为

2、国际旅客行李机房，货物的装卸区和储藏空间，预备连接T1、T2的捷运系统站台及各类机电用房。新技术应用情况 建设部10项新技术10大项46小项均在本工程中得到应用，具体应用技术不详述。主要施工技术钢管柱安装施工技术钢管柱工程简介屋顶网壳由124根钢管柱支承，分为两种，一种为垂直钢柱，一种为斜梭形钢柱。28根钢管直柱分布在核心区，分别生根于一、二层结构顶板上，此部分钢柱最大直径为3027mm，最大重量为86.3t，最大长度为38.095m；22根钢管直柱分布在南指廊中间跨的两侧，生根于-6.3m的结构底板上, 此部分钢柱最大直径为1860mm，最大重量为63.2t，最大长度为29.832m。74根

3、钢管斜柱（向外倾斜14.5）生根于基础底板上，此部分钢柱最大直径为1240mm，最大重量为121t，最大长度为29.376m。钢管柱钢材采用Q345GJC及Q345C。整体轴测图如下图:安装难点（1）核心区面积大，巨型钢柱，立面梯型，构件长，重量大。管柱直径大，最大直径为3027mm，单根柱最重可达86.3t，分节后单节重量可达45.884t，长度最大为38.095m；钢柱距外侧最远距离为108m，最近距离为18m，安装难度大。（2）南指廊东西三跨分别为36m，南北向为500m，东西边跨混凝土结构已施工两层，巨型钢管直柱的安装位置在中间跨的两侧，并且中间跨的结构底板已施工完成，在这种现场条件下

4、无法采用大吊车站在东西跨外将钢柱就位（外侧没有站大吊车的条件），安装难度大。（3）钢结构安装与混凝土结构施工交叉进行，相互制约，合理安排工序，协调组织难度大。钢管柱施工方案由于施工现场狭窄，地基软，标高不一，跨外无循环道路且无吊车开行路线，跨内结构已开始施工，而且结构覆盖面积大，构件跨度大、重量大。合理的机械选择是保证工程质量、工期的关键环节。根据施工现场的条件和结构形式选择了切实可行的施工方法，如核心区采用的施工方法是“两滑一提”施工技术；指廊部分巨型钢管柱施工方法采用在 eq oac(,L) eq oac(,M)轴中间有轻轨车道的-6.198的结构底板上立TOPKIT MC480行走塔式起

5、重机。“两滑一提”施工工艺“两滑一提”施工工艺：即将钢柱分24段不等，用结构外侧吊车将钢柱放在结构楼板边缘的小车上，用卷扬机为动力，将钢柱滑移到安装位置后，用拔杆提升到超过钢柱内侧的钢筋和设备管后在高空滑移到设计位置（即钢柱上方）后就位。（1）施工顺序： 在一或二层钢筋砼梁上安装柱底脚螺栓及预埋件，找平底板。及时埋设施工所需埋件及锚板。浇筑钢筋砼梁；放线，钢筋砼达到设计强度； 安装提升滑移支架； 运输第1节柱； 安装第1节柱，校正、固定，柱脚焊接；直柱吊装； 拆除支架； 第2层或第3层钢筋砼施工，及时埋设施工所需埋件及锚板。焊接柱上拉结板钢筋。土建钢筋砼浇筑达到设计强度； 在第2（或第3）层上

6、立提升滑移支架； 运输第2、第3两节柱； 安装第2节柱，校正、焊接、检验合格。安装第3节柱，校正、焊接、检验合格； 拆除提升支架。滑移-提升-滑移过程见下图： 4组支架立面顺序示意图（一） 4组支架立面顺序示意图（二） 4组支架立面顺序示意图（三） 4组支架立面顺序示意图（四） 4组支架立面顺序示意图（五） 4组支架立面顺序示意图（六）（2）提升滑移法施工的提升支架：采用1.21.26m的桅杆组成，见下图：钢管材质采用日本STK490钢管焊接而成，共用100节。每一根钢柱用4组为一套顶升支架(24节)，现场共用4套顶升支架倒用。（3）一套提升滑移设施包括支架4支、滑轨梁、滑动梁及滑动小车。四组

7、提升滑移设施图每根钢柱配合土建施工拆立二次支架。第一次安第1节钢管直柱，第二次安第2、3节钢管直柱，以便于二层、三层钢筋砼层的施工。钢管直柱共28根。根据所立拔杆的支座反力及钢管柱在楼板上行驶时小车每个轮子的力, 楼板上每平方米的荷载为1.5吨。提升支架分别需要在-0.3m、+5.05m、+10.3m三层支搭，搭设提升支架下的混凝土梁下需要支撑300300的碗扣脚手架，小车在楼板上行驶路线宽3m范围内的楼板下需要支撑600600的碗扣脚手架。（4）为保证钢柱提升滑移的安全可靠，根据钢柱施工中的荷载计算，提升支架下应加设预埋件、四周拉设缆风绳。钢管柱安装后应拉设缆风绳固定。（5）直柱吊装中的柱顶

8、吊耳、钢柱中段吊耳设置分别见下图：钢柱中段吊耳布置图垂直柱顶段吊耳布置图 重型塔机工具式路基支撑系统 南指廊东西3跨分别为36m，南北向为500m，东西边跨混凝土结构已施工两层，巨型钢管柱的安装位置在中间跨的两侧南北方向500m的范围内，并且中间跨（捷运通道）的结构底板已施工完成，在这种现场条件下采用大吊车站在东西跨外无法将钢柱就位（外侧没有站大吊车的条件），并且回转半径远，两侧结构已施工，即便外侧可以站大吨位吊车，用400吨以上吊车才能安装就位，成本高于此方法的3倍。根据上述情况在中间跨（捷运通道）的-6.198m的混凝土底板上立MC480塔式起重机，安装两侧的钢管柱及屋面结构，由于塔式行走

9、路线长，用10个上支撑工具式钢排子（约100m）将钢轨固定在钢排子上，塔式起重机边吊装边自行倒轨，解决了500m轨道问题，并且上支撑工具式钢排子设计将上部荷载直接传到地下结构顶板的钢筋混凝土柱上，解决了地下无需加固继续施工的问题，节省了加固费用。施工工艺流程及操作要点：指廊部位的钢管直柱共22根（C51-C62），钢柱重约Q=60吨/根，长L=29.832m。根据现场施工条件和机械性能，将每根钢柱分为四段吊装，吊次88吊，再加两根钢管柱之间的圆管劲性钢柱40根，吊次共计128吊。采用OPKIT MC480塔式起重机，性能：L=50m，Rmax=50m，Qmin=9.1t；Rmin=23.8m，

10、Qmax=20t，H=50.8m。满足起重要求。支撑系统由数根主次钢梁组成，钢梁的截面尺寸根据上部荷载计算确定。钢梁的受力点均作用于混凝土梁上，其中GL1、GL3的位置根据施工现场楼板下混凝土梁的实际跨度确定，GL2的位置由作用于支撑系统上方的重型塔机的轨距确定。A、施工工艺流程设计支撑系统截面尺寸制作支撑系统在楼板下沿钢筋混凝土梁方向的楼板上架设支撑系统支撑系统上固定钢枕及钢轨塔机直接行驶在支撑系统上（塔机轮压传力方向为：钢轨钢枕支撑系统钢筋混凝土梁）塔机吊装支撑系统范围之内的构件塔机自行将用过的支撑系统及钢轨倒到下一个构件吊装区域内（倒用支撑系统及钢轨，减少支撑系统及钢轨用量，节约成本）重

11、复工艺完成全部构件吊装。具体安装顺序详见指廊部分钢管直柱安装平面顺序示意图（一）、（二）、（三）。指廊部分钢管直柱安装平面顺序示意图（一） 指廊部分钢管直柱安装平面顺序示意图（二）指廊部分钢管直柱安装平面顺序示意图（三）B、支撑系统放置塔机立在 eq oac(,L) eq oac(,M)轴-6.198的结构底板上，由于行驶路线长约500m及底板需要加固，经计算在楼板下的钢筋混凝土梁沿13.586的跨度方向的楼板上架设钢排子，钢排子上固定钢枕及钢轨，一方面起到塔式直接行驶在钢排子上，塔式轮压传力方向为：钢轨 钢枕 钢排子 钢筋混凝土梁，另一方面起到倒用钢轨，减少钢轨用量，节约成本。钢排子需做10

12、个倒用，13吨/个，共130吨。见下图：底板下钢筋混凝土梁与底板上钢排位置示意图C、支撑系统的截面尺寸设计及验算仅需对GL2按两端简支梁进行验算，上部重型塔机轮压值按集中力考虑，所用钢材为Q345B。经验算符合要求。对钢筋混凝土梁受力计算，经计算符合要求。取得效果两滑一提施工技术解决了回转半径远、构件重无法用吊车施工的难度，节约了上千吨大吊车使用费用，并且大大降低了施工成本，而且技术上先进可行。重型塔机工具式路基支撑系统施工技术解决了复杂施工现场条件下大型吊车在混凝土楼板上大面积长距离的施工作业，并且楼板下无需加固的问题，在T3B使用此方法比采用其他方法施工节约成本约近500万元。重型塔机工具

13、式路基支撑系统施工技术获得国家级工法。大面积连续曲面铝条板吊顶施工技术概况整个吊顶系统安装在巨型钢网架之下，将航站楼的室内空间完全覆盖，且与网架平行，也为双曲面。主屋面天花吊顶最高处42m，最低处约28m，面积约10万，吊顶采用半开放的金属条形板，所有条板均为南北方向，最长贯穿长度约700m。采用与屋面钢网架结构相协调的三角形安装单元方式，每单元由金属条板及后部支撑框架组成（支撑框架需按照屋面钢网架颜色渐变，分区为红黄等十六种不同的颜色），每个三角安装单元之间由一个专门设计的可调每单元之间角度的转接件相连，并由这个转接件与主体结构相连。技术难点（1）大空间曲面屋面网架结构工程存在网架变形运动较

14、大、球节点位置存在施工误差、空间结构复杂，吊顶装饰工程测量、吊点定位困难的特点。（2）吊顶龙骨布置呈三角形龙骨单元板，以适应连续曲面的空间变化，通过具有可调的六爪驳接件将三角形龙骨单元板与网架球节点连接，并消除球节点位置不准造成的施工误差，同时满足三角形龙骨单元随连续曲面空间变化的转动。（3）每条吊顶板可以从吊顶龙骨单元上方便地拆卸，每个吊顶龙骨单元可以整体拆卸，进行维护和更换。主要施工方法本吊顶工程是由六爪驳接件、龙骨、铝条板通过连接件进行连接；并通过六爪驳接件与连接座的连接；连接座与球形网架的焊接，形成了一个完整的吊顶系统。（如图3.1吊顶系统连接节点图）图3.1 吊顶系统连接节点图特殊部

15、位节点六爪驳接件是实现吊顶连续曲面的重要组成部分,它实现了上下位置、角度调节以及旋转功能，是吊顶各构件的核心。（见图3.1-1可变角度六爪驳接件节点图）。六爪驳接件并且实现了与六块单元板龙骨的连接，节点构造见图3.1-2。图3.1-1 六爪驳接件节点图 图3.1-2 六爪驳接件与单元龙骨板连接弹簧安装扣由弹簧卡、安装扣、连接件、限位板组成，实现了上部与龙骨连接、下部与铝条板连接见图3.1-3。图3.1-3 弹簧安装扣构造节点图施工工艺工艺流程见下图测量放线确定单元板尺寸确定吊点位置起拱、确定标高连接座焊接吊杆、拉杆安装六爪驳接组件安装龙骨单元框架与六爪驳接件安装半开放式铝条板与龙骨单元框架安装

16、质量验收主、副龙骨单元框架组装龙骨整体调整条板整体调整施工要点测量放线（1）测量放线是吊顶工程中要求最为精密的一道工序，在控制吊顶平滑度上起着重要作用。测量放线工作总体上遵守先整体，后局部的程序。（2）利用水平仪、经纬仪将结构轴线进行复核并施放到地面，作为原始控制线。（3）将地面控制线利用经纬仪向上导到钢梁上，用拉通钢丝的形式形成控制线。（4）将屋面网架与控制线的误差进行分区控制、消化、不使其有误差积累。（5）将三条控制线的交点，标记到球节点上，初步形成吊点位置。确定单元板尺寸（1）球形网架球节点位置、标高都存在误差，如果按照原设计施工，每一块龙骨单元板大小，每一根龙骨的尺寸都不同，将给厂家加

17、工、现场施工带来极大的麻烦，工期也无法保证，需要将尺寸统一。（2）将吊顶每一个吊点的间距进行实测实量，数值汇总、分析后，以曲线弧度，数值相差值为依据，将中部龙骨单元统一成单一或多种定型尺寸，边部龙骨单元全部采用实测数值加工。连接座焊接连接座与球球型网架的焊接采用两种形式：第一种，为直接焊接在球节点下表面；第二种，由于施工前统一了龙骨尺寸，使部分吊点出现了偏离球节点的情况，不能直接焊接在球点上，要焊接在球节点下的转接钢板上。龙骨调整（1）调整龙骨顺直时，使用靠尺对相邻龙骨检查，对龙骨的顺直方向超出2允许偏差控制范围的，要通过旋转六爪驳接件角度的方法进行调整。（2）调整龙骨高低差时，主要是观察龙骨

18、整体的平滑度，避免局部出现凹凸的现象，将局部单元板上的六爪驳接件位置上下调整，以保证整体曲线自然、平滑。铝条板整体调整吊顶须调整方向较多，首先制定调整顺序：板间间距板间接缝高低差分格缝。（1）板间间距的调整用拉直线、盒尺的方法进行检查，主龙骨上挂的条板，由于南北向主龙骨间间距已固定，只有通过弹簧安装扣上的调节孔3调节量进行调整，当南北向主龙骨下条板调整好后，再进行主龙骨间其它条板调整，可以通过弹簧安装扣角度、位置可以调节的功能进行调整（2）调整完成并对安装扣进行固定后，通过安装扣上垂直方向上的调节孔对板间接缝高低差调整。（3）分格缝贯穿整个吊顶，是控制要点，我们采用拉等宽双线的方法进行测量，每

19、20m为一单位，在进行下一个单位测量时以上一单位5m搭接距离为基础进行逐步延伸。取得效果完成后的T3B双曲面网架吊顶极其壮观。钢网架及天花龙骨由两翼至核心部位由红、橙、橘红、黄色等12种色彩组成，和铝条面板起伏渐变，如同彩色云霞托起腾飞的巨龙。超大型双曲面铝条板吊顶工程应用在钢网架结构上，在国内施工尚数首次，其龙骨、铝条面板成双曲面变化的安装工艺无现成的规范可遵循，本工程为该类工程提供了应用实例，可以作为重要参考依据。经查新，目前国内还无此类吊顶工程的施工，填补了国内空白，为装修工程谱写了新的篇章。可拆卸玻璃装饰面板的深化设计与施工技术工程概况为了与玻璃外幕墙相呼应，所有内部建筑的外墙装饰都采

20、用了ICS-1玻璃装饰板系统，它是内维护墙的玻璃外饰面层，是带金属边框玻璃板墙，有自身独立的支撑系统，与其背后的内维护墙发生结构性附着关系。ICS-1玻璃装饰板系统主要由背面涂饰白色釉面的钢化玻璃和银白色铝框组成，在系统中要求玻璃铝框之间横缝宽为16mm，竖缝宽为6mm，都为明缝处理。同时设计要求ICS-1玻璃装饰板系统中每块玻璃装饰板、踢脚板、门套、风口格栅都可以单独拆卸，所有材料使用年限都要在十六年以上，而且装饰面上不能见到任何固定用的明钉。工程难点（1） ICS-1玻璃装饰面板系统中除自身的超大玻璃板块要求可轻松拆卸外，诸如喇叭、风口、铝格栅、门套、踢脚板等配套设施也要满足便于拆卸检修的

21、要求，这些设施和幕墙的连接节点及自身连接方式的解决，是深化设计阶段的主要难点。（2）设计要求玻璃铝框之间的竖缝要与地面、外幕墙的竖缝对缝。对产品加工的精度要求非常高，难度大。产品开发玻璃铝框构件的设计（1）标准的铝框构件设计因要求玻璃幕墙上的每块玻璃装饰板都可单独拆卸，所以决定采用悬挂的施工方法，这就需要有挂钉和相应的挂孔。通过反复研究、试验、加工订制样板最终确定了标准的铝框构件设计方案。A#标准铝框是装饰面板玻璃板块的承载体，为了确保承载力和表面阳极氧化膜不被破坏，铝框采用角码的形式进行连接。标准铝框下部内腔中的凸起部分是为了配合角码的形状，也是利于角码的定位。在图中特殊位置的凸起小三角，是

22、为了打孔过程中的尺寸定位，在打孔处设计的凹三角，是为了防止钻头钻孔时滑动从而破坏了氧化膜。（A#标准铝框见图3-1，标准铝框角码连接见图3-2）。 图3-1 A#标准铝框剖面图 图3-2 标准铝框角码连接图 B#铝龙骨位于玻璃装饰面与钢骨架之间，是悬挂玻璃铝框的骨架。龙骨“T”型尾部打有8.220mm长圆孔，便于与钢架连接。在铝龙骨的螺栓连接孔部位局部加厚2mm，以保证能达到安全要求。在铝型材两侧端头6mm部位厚度减半，便于与横龙骨进行搭接。（B#铝合金龙骨见图3-3）图3-3 B#铝合金龙骨剖面图（2）特殊铝框的设计研发因在装饰面板上风口处外部格栅的安装要求不能见明钉以及要满足便于检修、可拆

23、卸的要求，所以风口的上下玻璃铝框就不能完全用上面介绍的铝框形式。风口格栅决定采用上下槽定位的方式安装，先向上抬起格栅，使其上边深入上槽中，再把下部对好下槽口，然后落下，卡入槽中(见图3-4)。格栅的高度为292mm比上下铝框间距大6mm，这就需要风口处上面玻璃铝框下框边(见图3-4中D#铝型材)和下面玻璃铝框上框边(见图3-4中D1#铝型材)开口，并与后部横向B4#铝龙骨组成凹槽，而且上槽要大于6mm才能使格栅的底部与下槽对上，上处铝框开槽深度定为7mm，下槽口深度定为2mm。图 3-4挂钉及孔位的设计因为ICS-1装饰面板上的每块玻璃铝框都要求能轻松安装及拆卸，决定采用悬挂的施工方式，这就需

24、要悬挂点和孔位，悬挂点设定在竖铝龙骨上，而在铝框上打葫芦形孔进行悬挂。挂钉（见图3 -5）钉帽的直径为18mm，钉杆的直径为8mm，长度为3mm，正好是铝框的孔壁厚度，便于铝框能与挂钉紧卡住。挂钉上边缘设计为68斜坡形，利于悬挂铝框时能轻松的滑入孔位中，而挂钉与铝龙骨连接采用铆钉锚固的方式。钉杆的中轴线与钉帽的中轴线相差3mm，用螺母固定在铝龙骨上，可增加塑料垫片对铝框进出方向进行微调，同时也起到了对铝型材阳极氧化膜的保护作用。图3-5 偏心螺栓构造及调节示意图在钉帽的表面上刻有“一”字凹槽，既方便拧螺钉，也是对调节量的标识，“一”字转动到不同角度时，可对铝框进行上下方向的调节，当现场没有误差

25、时，“一”字为竖向，当“一”字顺时针转动60时，可向上微调0.8mm，当“一”字顺时针转动90时，可向上微调1.5mm，当“一”字转动180时，可向上微调3mm。当误差超过3mm时，就需要调整铝龙骨。随着挂钉尺寸的变动，打孔尺寸也有所更改，但原则没有改变。悬挂玻璃铝框的顺序分为三步：先上抬铝框，使钉帽与孔的大圆对位，然后推进使钉帽进入到铝框的内腔当中，最后落下，使钉杆与孔的小圆卡死。在这个过程当中铝框需要上下移动11.5mm。特殊部位龙骨的设计在幕墙装饰面的转角处、顶部、风口处、喇叭处、踢脚处因特殊装饰及构造要求，都采用不同形式的铝合金龙骨。标准节点的构造为了实现玻璃幕墙系统中每块玻璃铝框都能够轻松的拆装，设计出了相应的铝框及龙骨形式，并通过偏心螺栓完成了幕墙系统的可调节性。标准节点构造见下图：标准节点构造图变形缝处节点的处理遇到结构伸缩缝或变形缝时，在变形缝两侧