超大面积空间双曲面钢网架屋盖的卸载施工技术

结构施工STRUCTURE CONSTRUCTION
超大面积空间双曲面钢网架屋盖的卸载施工技术
黄沛林 司法强 潘钧俊 方能榕 陈华沈洁王刚
中国建筑第八工程局有限公司上海201204
摘要：杭州萧山国际机场T4航站楼主楼屋盖采用钢结构封边桁架+网架的双曲面空间结构体系，钢结构安装工程量 大、工期紧。

在屋盖下部支撑柱稳定性分析的基础上，进行钢网架屋盖卸载施工技术的创新，并在保证施工安全、质 量的前提下，通过科学、合理地调整施工工序，最终达到了加快整体工程施工进度的目的，从而实现了快速建造、完 美履约。

关键词：航站楼；钢网架；屋盖；卸载
中图分类号：TU755 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2021)04-0601-03 D0I：10.14144/ki.jzsg.2021.04.020 Unloading Construction Technology of Super Large Space
Hyperboloid Steel Grid Roof
H U A N G Peilin SIFaqiang PANJunjun FT^MG Nengrong C H E N H ua SH E N Jie W ANG Gang
China Construction Eighth Engineering Division Co.; Ltd., Shanghai 201204, China
A b stract:T h e main roof of T4 terminal building of H a n g z h o u Xiaoshan International Airport adopts hyperboloid s p a c e structure system of steel structure edge-hiding truss + grid,a n d the steel structure installation engineering quantity i s large a n d the construction period i s tight.O n the basis of the stability analysis of the supporting column under the roof,the unloading construction technology of the steel grid roof i s innovated a n d on the premise of ensuring the construction safety an d quality,through scientific an d reasonable adjustment of construction process,the purpose of accelerating the overall project construction progress i s finally achieved to realize the rapid construction a n d perfect contract performance.
Keyw ords:terminal building;steel grid;roof;unloading
杭州萧山国际机场三期工程施工体量巨大、工期紧，合同总工期仅900 d,需于202丨年12月31日竣工交付使用。

根据设计要求，航站楼主楼需待钢结构网架屋盖提升 就位卸载后，方可进行后续金属屋面及外幕墙安装，闭水 后方可进行大面积室内精装作业与机电设备设施安装。

但根据目前工期总控节点计划，在土建、钢结构分区 块施工完成后，交付给金属屋面、精装修、幕墙、机电安 装及民航弱电系统等专业单位的有效施工时间仅为3〜6个 月（目前国内外机场项目后续精装修施工工期最短达11个 月），因此，缩短钢结构屋盖提升就位卸载时间，可有效 加快整体工程施工进度。

本文结合主楼屋盖钢结构现场进度，在满足屋盖钢结 构施工安全、保证施工质量的前提下，在原有方案的基础，对主楼屋盖卸载施工进行了相应的优化调整，即在 下部钢管支承柱稳定性验算的基础上，采取先卸载钢网架
基金项日：中建八局重大项日课题（2019-2-05 )。

作*简介：簧沛林（1987—),男，本科，工程师。

邋信地址：浙江省税州市着山区浙航路航景路口中建八局
办公 a(310000)。

电子*P葙：150315092@
收稿期：2020-10-20屋盖、后进行下部钢管支承柱混凝土灌注的方案，以便提 前穿插后续专业工程的施工，对确保工程在合同工期内完 成具有重大意义。

1屋盖体系设计概述
杭州萧山国际机场T4航站楼主楼屋盖钢结构采用空 间双曲面网架+封边桁架+分叉钢柱结构体系（图1、图2),钢结构包括焊接球网架、箱形封边桁架、马道、钢平 台、屋面系统下层主檩条及檩托、吊挂在屋盖网架下弦的 幕墙摇臂梁及清洗吊钩等。

466 m
图1主楼B区屋盖轴测示意
主楼屋盖投影尺寸为466 m X291m,投影面积为 115 000 m2,屋盖上弦最高点标高为42.05 m,最低点标高 为32.26 m,整体最大高差9.79 m。

屋盖沿南北方向高差变 化起伏较大，整体呈波浪形；东西方向同一横断面高差变 化较小，高差约2m。

屋盖最大跨度为54 m,屋盖南北两侧
建筑施工•第43卷•第4期601
7I
钢管支承柱
分叉钢柱
封边桁架
图2典型单元组合
钢结构屋盖各提升区的信息统计如表1所示。

表1钢结构屋盖的各提升区信息
分区面积/ m 2质量/t 吊点数量/个
提升一区
34 0008 55260提升二区12 500 3 03322提升三区32 5008 08342提升四区
32 5008 03342提升五区
5 500
1 219
12
悬挑长度为44 m ，东西方向悬挑最大长度为44 m 。

主楼屋盖结构的抗侧力刚度主要由一体化的屋盖结构 整体提供，框架柱（下铰上刚）+空间桁架/网架形成了一 系列的刚架（图3),从而提供了整体结构抗侧刚度。

图3钢网架屋盖结构受力模型示意
2 屋盖提升施工简介
根据结构布置特点、现场安装条件以及提升工艺的要
求，钢结构提升范围为结构的轴与@> 一@线之 间，结构最大跨度为56.32 m ，纵向长度466 m ,最大提升 高度为38.7 m 。

钢结构屋盖共分为5个提升区域（图4、图5)。

为满足施工进度需要，尽可能减小拼装高度，单个提 升区采用累积提升的施工方法。

图4
屋盖钢结构提升分区示意
3 支承柱稳定性验算
钢屋盖支承直柱@、（@)轴按钢管混凝土柱考虑；其
余按纯钢管柱考虑，不考虑混凝土的作用。

各阶段应力比说明：
阶段一（P l a ):施工阶段，仅考虑钢结构自重下的应 力比_一累积在钢管中的应力比。

阶段一（P l b ):施工阶段，仅考虑钢结构自重+温 度作用的应力比一一施工阶段最大应力比。

阶段二（P 2a ):考虑混凝土的作用，并考虑附加恒 载、活载、风荷载、地震作用、温度作用等，不考虑阶段 一（P l a )中钢结构自重的应力比——
钢管中的增量应力比
I
(对应P l a )。

阶段二（P 2b ):考虑混凝土的作用，并考虑附加恒
载、活载、风荷载、地震作用等，不考虑阶段一（P l b )中 钢结构自重+温度作用的应力比一一钢管中的增量应力比2(对应P l b )。

阶段三（P 3): —次性加载状态下的应力比一一设计 应力比。

经分析，各直柱的应力比如图6所示。

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f >l»*P 2a 应力比 P U ^P Z W i 力比
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图6
应力比汇总示意
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图5提升吊点平面布置示意
分析可知：与@)轴，即最外2排直柱在施工阶段
即灌注混凝土的情况下，其两阶段应力比基本能够满足要 求；其余出现应力比超限的直柱，须在施工阶段控制其负
载，如局部区域不完全卸载，或者下部增设临时支承等 措施。

4
主楼屋盖卸载施工
4.1屋盖卸载施工方法
主楼屋盖钢结构提升到位后，在支承柱安装完成、承
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2021 • 4 •
Building Construction
黄沛林、^■^為觀矗為4A #刚:
载力满足设计要求1w 的前提下，对提升点进行卸载。

提升 点卸载采用计算机控制、分级等比卸载到位的施工方法， 单次最大卸载量控制在50 m m 。

4.1.1屋盖支承柱的施工要求
轴30组屋盖支承柱：屋盖
支承柱安装到位后，屋盖钢结构先行卸载到位，后续再内 灌C 60混凝土。

2)
(@/@)轴1〇组屋盖支承柱：屋盖支承柱安装到位
后，须先内灌C 60混凝土，混凝土强度达到要求后，再进 行屋盖钢结构卸载。

4.1.2吊点卸载的要求
1) 提升一区与四区合拢位置提升吊点：在一区、四区
各自提升至设计标高并先行卸载到位后再进行合拢缝施工。

2)
提升一区与五区、提升二区与三区合拢位置提升
吊点：在各自提升分区提升到位后，保留合扰位置提升吊 点，待合拢缝完成后，再进行卸载。

3)
提升一区、五区与二区合拢位置提升吊点：在一
区、五区提升到位后，除吊点D 145/D 501外，其余吊点先 行卸载到位；二区提升到位后，保留合拢区域提升吊点， 待合拢缝完成后，再进行卸载。

4.2提升一区后续工作面施工区域的要求
提升一区屋盖支承柱在承载力满足设计要求的前提 下，除保留吊点D 106、D 116、D 132、D 145、D 159不卸 载，其余吊点均分级等比卸载到位。

同时，为保证合拢位置屋盖网架杆件顺利合拢，提升 一区南侧结构边向北18 m 区域屋面及吊顶暂不施工，提升 一区北侧结构边向南16.2 m 区域屋面与吊顶及轴以东区 域暂不施工。

4.3卸载技术措施 4.3.1提升点卸栽的方式
本工程主体结构由计算机控制液压提升器卸载，卸载 量可控性及同步性较好|4_5]，整体卸载量精度可以控制在
I m m
,卸载不会对主体结构产生较大的应力及应变。

卸载
措施如下：
1) 所有构件在提升到位后，根据构件设计条件，对部 分杆件进行置换，保证所有安装杆件顺利到位。

2) 所有提升吊点为电脑控制，在开始卸载前，必须将 所有卸载单元进行整合，统一到同一电脑操作平面上。

3)
卸载开始后，根据卸载的顺序依次对提升吊点进行
卸载，卸载量由电脑控制，缓缓下降。

4.3.2计算机同步控制及传感监测系统
本工程采用传感监测和计算机集中控制，通过数据 反馈和控制指令传递，可全自动地实现同步动作、负载均 衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报 警等多种功能。

本工程的液压同步提升系统设备采用C A N (控制器局 域网络）总线控制以及从主控制器到液压提升器的三级控 制，实现了对系统中每一个液压提升器的独立实时监控和 调整，从而使得液压同步控制过程的同步控制精度更高， 且更加及时、可控和安全。

操作人员可在中央控制室通过 液压同步计算机控制系统人机界面进行液压卸载过程及相 关数据的观察和控制指令的发布。

5 结语
目前，在国内外大型民航机场、会展类项目中，钢 结构屋面网架采取整体或者分区域提升技术时，还没有先
于设计条件提前卸载的成功案例。

杭州萧山国际机场三期 工程为打破施工工期桎梏，在确保施工安全与质量的前提 下，T 4航站楼主楼钢网架屋盖采取先卸载、后进行下部支 承柱混凝土灌注的施工方法得到成功实施，可为以后大型 民航机场、会展类项目提供可借鉴的案例和成熟的施工经
验，社会效益明显^71。

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