广西机场工程钢结构综合施工技术汇报树形钢管柱交叉桁架体系

XX机场钢结构综合施工技术中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新成果经济效益和社会效益汇报目录一、二、三、四、与当前国内外同类技术综合比较应用情况技术成果立项背景五、六、七、八、关键技术详细科学技术内容钢结构工程概况及特点、难点立项背景一、立项背景1、钢结构发展具有历史必然性进入21世纪以来，国家强调大力发展节能省地型住宅和建筑，提高能源利用效率，以缓解我国能源与经济社会发展的矛盾。因此，合理提高钢结构在建筑行业内的应用，完全符合国家节约能源、提高能源利用率的政策，同时也大力促进了我国建筑行业的快速发展。2、XX机场钢结构综合技术开发的必要性

XX新机场是XX区的重点建设项目、大型城市基础设施建设工程，项目定位为“XX第一窗口、第一形象、第一印象”。XX机场钢结构造型其极具研究性，大跨度树形变截面变径钢柱柱支撑的屋面双曲面交叉桁架结构设计形式新颖，独特，在国内较为罕见。

3、我单位进行研究的条件

XXXXXXXXX有限公司和直营公司承接的XX机场项目为局重点工程，工程的技术含量高、社会影响力大，我单位在原有的技术积累基础上有效开展研发工作，取得重要成果。XX新机场作为XX的窗口工程，备受社会各界领导重视，给我局开展各项工作以及应用各种先进技术予强大的支持。一、立项背景针对本项目的特点和难点，结合本工程实施过程中遇到的技术难题，以保证施工质量、工期、安全、降低施工成本为目标，组织技术专家和项目技术骨干开展技术研究和攻关工作，通过总结施工经验，积累树形分叉支撑柱和屋面交叉桁架相结合的钢结构施工技术，为后续相似相近工程的实施提供技术借鉴。二、钢结构工程概况及特点、难点

XX机场航站楼造型新颖优美，其灵感来源于XX合浦出土文物“凤灯”。主体建筑仿佛两只回首相望、比翼齐飞的凤凰。其优美复杂的造型结构是通过钢结构来实现的。我单位施工的中央大厅标段，主体钢结构支撑体系为31根树形钢管柱，屋面为交叉桁架体系，建筑面积96000m2，东西长380m，南北宽160m。屋面网壳展开面积55000m2，总用钢量约14000t。

西垂直指廊东垂直指廊中央大厅西水平指廊东水平指廊160M380M二、钢结构工程概况及特点、难点二、钢结构工程概况及特点、难点

中央大厅入口处的巨型拱设计独特，为大跨度倾斜钢结构落地拱结构，跨度227m，拱前倾28m，拱高39.6m。屋面网架为双曲面结构，网架最大厚度6米，无结构伸缩缝，安装难度大，精度控制要求高。

二、钢结构工程概况及特点、难点树形钢管柱主体钢结构支撑体系为31根树形钢管柱，包括入口处的6根A类钢柱、大厅中部7根Y型钢柱（四分叉柱）和大厅两侧及后部的18根V型钢柱（二分叉柱），钢柱均为变截面变厚度椎管柱，直径1900~1100mm。同时分叉节点采用铸钢节点。加工和安装难度大。

二、钢结构工程概况及特点、难点根据网架结构特点，不同区域屋面网采用不同安装方法，散装，分段、分片、分块吊装、同时其支撑系统复杂，使用满堂架与格构柱相结合的支撑系统，本工程根据受力情况分为三种规格的格构柱支撑。同时由于屋面网架张开面积5.5万平方米，无结构伸缩缝，靠钢柱柱顶支座释放网架内应力，卸载难度十分巨大。三、详细科学技术内容

本研究包含了钢结构构件加工技术、钢结构预拼装技术、树形钢管柱吊装施工技术、钢结构卸载技术等多个环节，详细科学技术包含以下方面的内容：

1）钢结构构件加工技术；2）钢结构预拼装技术；3）施工全过程计算机模拟仿真技术；4）钢结构精确测量技术；5）满堂架与格构柱相结合的支持技术；6）树形钢管柱吊装施工技术；7）屋面钢结构安装技术；8）钢结构卸载技术。3.1、钢结构构件加工技术

树形钢管柱为变截面变壁厚的椎管，截面为φ1900×60～φ800×30，且表面要求光华平整，需要放样、卷制、焊接，矫正，表面处理等等工序，工艺要求高。同时向两方向弯曲的巨型拱上下弦杆工艺复杂，机械弯曲与手工火烤工艺相结合很好的解决了这一问题。三、详细科学技术内容3.1钢结构构件加工技术钢柱铸钢件单个最大重量为69t，分叉段向外倾斜角度不一，为44.541°～52.508°，表面呈不规则的曲线形态。钢柱铸钢件三、关键技术及创新3.1钢结构构件加工技术屋面铸钢件单个最大重量为20.02t，分叉牛腿最多13个，其坐落角度及间距不一，尺寸为159mm～1300mm，内部纵横向加劲板数量多。屋面铸钢件三、关键技术及创新结合铸钢件形状复杂、分叉多等特点，通过加工木模模型、铸造、造型、熔炼等关键工艺，解决了异形铸钢件的成型难题。铸钢件木模加工三、关键技术及创新3.1钢结构构件加工技术铸钢件砂模加工铸钢件芯骨安装三、关键技术及创新3.1钢结构构件加工技术结合铸钢件形状复杂、分叉多等特点，通过加工木模模型、铸造、造型、熔炼等关键工艺，解决了异形铸钢件的成型难题。铸钢件浇筑铸钢件热处理铸钢件理化试验检测铸钢件清理3.1钢结构构件加工技术三、关键技术及创新结合铸钢件形状复杂、分叉多等特点，通过加工木模模型、铸造、造型、熔炼等关键工艺，解决了异形铸钢件的成型难题。3.2、钢结构预拼装技术预拼装流程图

本工程钢结构为不规则双曲面，制作要求高，出厂前需进行预拼装工作。采用钢结构预拼装技术，构件加工质量受控，出厂检验均在允许偏差范围内，满足设计要求。在现场预拼后组装确保安装质量和安装进度。三、详细科学技术内容3.2、钢结构预拼装技术

预拼装主要目的主要是检验制作的精度，以便及时调整、消除误差，从而确保构件现场顺利吊装，减少现场特别是高空安装过程中对构件的安装调整时间，有力保障工程的顺利实施。三、详细科学技术内容3.2、钢结构预拼装技术三、详细科学技术内容根据网架的特点，5、6、7、8区采用分单元吊装，在地面预拼组装后整体吊装，方便安装也确保了整体进度。具体单元划分如下图所示：5.6区天窗单元7.8区球网架单元7.8区挑檐单元3.忍3、计斯算机值仿真描、受辣力分外析等经应用仇技术钢结蚁构深秃化设流计、豆安装唤过程恩中，娃过程故复杂尤，涉辅及结恰构验邪算，凤节点劫计算球，应率力分钳析等愤一系嫩列工歼作，搏因此唇需提接前配为备各部种软至件，无如右盐图所苹示：三、阴详细宾科学译技术桨内容3.候3、计俊算机夫仿真驳、受雁力分歇析等歇应用蹄技术利用这些软件，在施工过程中，会对吊装单元受力分析，支撑系统受力分析，卸载受力位移变形分析，吊耳，卸扣等计算等等。吊装单元受力分析格构柱支撑受力分析三、印详细偿科学待技术俗内容3.管3、计除算机酿仿真醋、受盗力分倡析等私应用黄技术通过采用施工全过程计算机模拟仿真技术，构件的分段、分片合理，受力符合均在可控范围，支撑系统承载力和钢柱吊耳受力均满足要求，卸载过程安全可靠，达到模拟的作用。钢柱卸载位移图三、似详细遭科学螺技术愈内容吊耳受力分析屋面网架卸载应力图3.诊4、钢结补构测缎量技佩术本工姨程采参用钢略结构源精确辟测量蚂技术接，标折高测尤量、士轴线章测量徐、预驰起拱塌测量汽均在及允许胁范围乓内，患现场丈控制胆在允拴许偏析差内，叮达到屡精确撇测量巡寿的要出求。控制措施做好测量交底，保证一线工人全面了解测量方案及时收集整理原始数据，项目实时进行调整实时测量监控，每日数据闭合项目测量工长每日进行抽查复核、保证精度在可控范围定期进行结构变形监测，对变形较大的构件及时进行整改15432三、陵详细灰科学近技术映内容根据铜钢结最构及点下部田土建牺结构晋特点,屋面茄钢结义构安秆装支戏撑体铃系分墓以下域几种碗方式:（1）钢楚柱下泉设置载格构矮柱支狼撑（2）散肾装部表位设海置脚恶手管复支撑扒架（3）分熔片吊确装设订置格厕构柱途支撑钢柱运格构毒柱支彩撑与往柱顶元支撑密做法三、逢详细珠科学剂技术情内容3.瓦5、满背堂架呀与格果构柱吗相结腰合的相支撑卸技术天窗圆筒节点格构柱支撑球网架格构柱支撑3.府5、满智堂架蕉与格闷构柱废相结冶合的呼支撑悦技术三、旺详细蕉科学蹲技术让内容散装单元支撑架支撑分片单元格构柱支撑本工号程格洞构柱热主要息有三谎种规秤格：1.貌5m挥*1泛.5针m、1.蚕75戒m*抹1.紧75丧m及2.舍5m恰*2蛾.5贞m。如希图2.烈5.置3-喉1所示残（在凭此以1.伏5m眨*1规.5喇m格构夹柱示扯例：信断面庸规格爸：1.置5m本×1怎.5疮m，主竟肢采弓用的返圆钢匆管规鄙格为P1夹59装x1峰2，斜肃缀条例、横他缀条竭均采猜用角有钢L7散5x冠8，材选质均朽为Q2楼35垫B。3.赌5、满唐堂架辰与格脏构柱令相结瓜合的滤支撑副技术1.良5m术*1倚.5透m格构斗柱示拆意图三、示详细窑科学安技术农内容3.穷5、满梁堂架泰与格迹构柱追相结崭合的东支撑况技术格构您柱支探撑钢肉柱受麻力，皇屋面秘满堂肝支撑父架对刮屋面聪网架价进行拾支撑范，分梯散受巾力重爷心，身保证淘了网荒架与竿钢柱掉的稳扫定。三、股详细吨科学虑技术落内容3.铅6、树御形钢绩管柱脊吊装摧施工疼技术A类柱浇分两晋个吊仇装单怕元：旁预埋塘段为墨一个奔吊装敢单元年，剩之下的吗地面逮以上赖两节钞拼装伸后为冬一个妨吊装爽单元伏。Y型柱脉分为9个吊受装单泳位。鉴预埋奶段（1个吊骨装单骆元）种、地查上直溉线段型（1个吊僵装单知元）芽、铸临钢件插（1个吊说装单创元）共、分硬叉铸朴钢件愉和一纪级分哭叉直芹线柱壶（2个吊挨装单街元）擦、二宇级分挥叉斜敞柱（4个吊堤装单衰元）睡，Y型柱介吊装赌单元稠划分晴如图历所示痕。V型柱库分为纤五个离吊装赞单元斗。预翅埋段厦（1个吊既装单徐元）怎、地旁上直策线段炎（1个吊妈装单已元）第、铸呆钢件办（1个吊沉装单搞元）莲、分尊叉斜墙柱（2个吊影装单舞元）慌。Y型钢倍柱单环元划年分三、罗详细习科学谁技术乐内容3.连7、屋渡面网极架安缘瑞装技赤术采用是屋面挠钢结乒构安虏装技巨术，国针对表不同赚的屋校面区次域，奔采用摇不同智的安案装方速式，勤焊接坐球网但架及涉落地宴桁架倚采用说搭设民满堂装脚手谋架平独台的遍方法扯高空祸散装免；天吹窗网暂架、河挑檐枕在地旬面拼林装成大单元匀后，销分片跳分段洲整体宋吊装蛇，施刷工效虏率高祝，质既量受馒控，摸达到轻设计鬼的外浊观要晴求。三、晌详细清科学置技术祖内容屋面网架散装3.导7、屋峡面网症架安篮装技参术三、搅详细阶科学软技术驼内容屋面网架分单元吊装（天窗）3.双7、屋畅面网桶架安玻装技粉术屋面梦网架萝分单闻元吊境装（粉球网殖架）三、馆详细谈科学从技术测内容3.累7、屋运面网塔架安序装技纹术复杂塌的支南撑体蓄系：蚀天窗结部分咳分片垂吊装榜，桁处架拱鞋及悬持挑桁剪架分医段吊拉装，赞其余采部分钉高空雪散装倚的安裂装方箱法。钱散装铺区域勉支撑身采用电满堂轿架支锁撑，葡分片遥吊装医和分伍段吊絮装区老域采果用格环构柱询支撑遇，通桌过支省撑点蛛的受坟力分吃析模枯拟，姜确认冷不同盯支撑尺点采锻用的混格构励柱规北格型疯号，怀以及悉其底吵部转烘换梁虏的设吧置形蚁式。转换婆梁俯宾视示疤意图转换押梁剖物视示盛意图三、简详细睛科学瞧技术铸内容3.右7、屋析面网汗架安教装技有术转换球梁示平意图三、皱详细菌科学呀技术咬内容3.摘7、屋骡面网大架安域装技绘术复杂聚的格怜构柱格支撑缸体系骡，不宽同位践置根准据其友受力涨大小纽奉不同倒，采鼠用不羊同规捷格的赶格构苏柱以恒及转轻换梁掀。三、头详细类科学充技术姜内容3.晃7、屋巩面网喝架安则装技抹术本工硬程央逆大厅虑标段威使用帽各规扔格格闪构柱宋19减0个坛，支欧撑措宇施用款料4痰00本0余释吨。部其支炊撑结摊构复村杂性毁在X历X区比首屈抹一指南。三、己详细阵科学辫技术档内容3.什8、钢存结构垃卸载颤技术根据垦本工行程结临构及挖受力狠特点归，支搬撑胎心架卸撇载采质用整嘱体卸脆载的售方法李，整李个钢巷结构批屋面佩安装亮成型带后，厚分片报、分咏批同鹅步卸喉载，谱从施娃工工解况过竿渡到落设计格工况执，确视保其慌安全笨、变锤形受丘控是明整个驳卸载享的关状键。妥卸载央的总钓体思悔路如议下：（1）由鹅次受食力结播构向信主受梁力结家构钢柱肃为屋若面结喊构的占主要哀支撑允，卸透载时胡需逐拉步由伍次受罢力结勇构过远渡到希钢柱蝇上。（2）分的片卸兄载屋面咏钢结眉构安赢装分旅区、盾分段走采用跨了多深种形笋式的筝支撑躲，根方据不撕同支闻撑卸延载的威方法魄及对缴结构抓整体稼的影者响，敏卸载基过程午需分谋片进档行。（3）分备批、低同步根据堂钢柱娱支撑掏胎架往的布储置及藏结构逢本身任与支烘撑胎喉架的链受力姐情况愿，将圆支撑乞胎架红卸载铅分为图若个位批次变，每蝴批分牧量同健步卸涉载。（4）先掏多后竹少在拆斑除支茄撑胎五架时蚕，先补拆除企支撑富脚手概架，他后拆台除天浇窗、者屋面生分片陕格构铁柱支愧撑，池逐步采将受哀力转疾换至珠钢柱药格构防柱支臂撑上剪，最陡后分课批同客步卸岩载，侦确保崭过程像安全失可控汗。三、任详细鸟科学扯技术异内容3.卵8、钢胡结构拉卸载让技术根据皇本工请程结膜构受腐力特券点，胡整个分钢结毒构屋铸面安恰装成此型后镰，分竖类型炭、分扣区、霜分批送同步絮卸载榴，最粒后对31根树革形钢生管柱营支撑锁胎架据进行短整体陷卸载赠。（1）民散装妨区钢摩管支丢架卸倚载三、刷详细躬科学生技术倒内容（2）5、6区格悠构柱循支撑率卸载3.沉8、钢渔结构进卸载屿技术三、糠详细织科学续技术戏内容（3）7、8区格盏构柱贤支撑仇卸载3.歇8、钢闯结构足卸载建技术三、婚详细答科学垃技术手内容（4）钢粱柱格乌构柱状支撑民卸载其主椅要特亮色为灵对大桶跨度千大倾零斜树柱形钢找管柱恋进行原沙漏挠同步惧卸载点。3.贿8、钢尸结构址卸载好技术三、随详细五科学括技术零内容3.伐8、钢饥结构皇卸载驱技术其主崭要特占色为或对大中跨度伴大倾池斜树暮形钢金管柱胡进行夺沙漏梅同步昌卸载三、造详细荣科学出技术邪内容卸载峡实时错测量卸载他沙漏3.样8、钢需结构螺卸载处技术三、坐详细绳科学签技术庆内容四、航关键牧技术为确裁保攻垮克树俊形钢是管柱嗓以及逃屋面舌交叉瞒桁架堆的施辆工技剩术难铺题，怪总结肢创新感出成学果，摔我们狱成立既了专西项研竞究小呼组，氧通过园关键球技术速的实狂施应突用，技很好孤的解深决了祝树形剑钢管踏柱以摄及屋僚面交颂叉桁谈架施照工技啄术难蚊题，莲并且肆有较毁高的败创新屯意义赤。（1）针当对树酷形钢验管斜秀柱和疾分叉茧铸钢且件采驶用三跑点吊去装法令和倒惰链辅衫助施知工，乌在地秆面预恰调吊劳装角誓度，雁避免葱在空榜中成秧型，凭使得必吊装厨较为玻简便离快捷稼，且扎保证辞的吊洞装质蹦量。（2）针垄对双机曲面宜交叉如钢桁乔架的勉结构前特点绞，实哑行分佩片、跌分段鼻、分匠方式里进行扭施工爸。其钢中焊来接球贫网架习部分巷采用僵高空桥散拼避技术凡、天勒窗部损分采无用楼杂外分见片吊托装技太术、叼桁架孝拱及控悬挑竞桁架疯采用摧分段尊吊装怖技术隆。网架叹分块船安装网架细高空若散装天窗饺网架妖安装球网振架分捉块安脖装四、叫关键糕技术（3）对蔽于不艺同构茂件的羡加工甘，采俊用冷诞卷加谊工工粪艺及挨铸造董工艺剂等方最法，湾在确闸保精混度及费质量丧的同滤时，苹加快闲了加画工进追度。（4）根匪据屋党面交映叉钢盗桁架椅施工招方法舞和区冰段的猛不同虎，采雁用满笼堂架嗓与格以构柱搏相结膏合的堵支撑章技术敬，施津工简付便、缘瑞降本富增效翠。（5）施尊工全隔过程顾使用既计算搅机模匆拟仿奔真技锄术，非采用扭国际辰大型畅通用请有限茫元计侮算分园析软语件AN承SY万S1穷1.死0和结始构设泳计分裤析软肝件SA低P2那00派0，并降结合Te夺kl匙a病St诵ru寇ct汽ur宪es（泰柴科拉懒软件晃）进攀行施哈工阶烟段模放拟分呜析，裕指导非现场讯施工已。格构过柱转纠换梁伏（一派）格构化柱转歪换梁误（二举）格构骨柱转室换梁筒（三四）四、罗关键倡技术五、与当酿前国馅内外胡同类姥技术句综合种比较满堂兽架与节格构奥柱相颂结合昂的支姐撑技挺术研链究应姜用国扣内外时鲜见续报道逐。五、与当衰前国篇内外怖同类彼技术平综合拘比较树形栽钢管奸柱吊北装技灿术的鼓研究户应用竹中，泛创新葵采采右用三锦点吊棚装法际和倒抢链辅脊助施革工法碎，国跳内外亦未见息公开晌文献议报道伟。六、察应用纯情况随着扫国家握的发认展，冷建筑夸设计尊的审反美要槐求越辞来越搜高，粥建筑您造型坡也越贼来越您复杂石，机昨场航餐站楼龄的审炼美观爬念要仍求更右上一