全球最大單體衛星廳剛拿了大獎 "鋼鐵俠"也有柔情-鋼結構,幕牆...

2021-01-10 東方網

  今年5月完成竣工驗收的全球最大單體衛星廳——浦東機場衛星廳,其鋼結構工程剛剛又喜提大獎,榮膺「中國建築工程鋼結構金獎」。這是中國建築鋼結構行業協會所授予的業內最高榮譽。

  浦東機場衛星廳是如假包換的「鋼鐵俠」,其用鋼量共計3.5萬噸,相當於上海徐浦、楊浦、南浦3座大橋鋼結構重量的總和。然而「硬漢」卻無比溫柔——

  大屋頂如風吹麥浪般連綿起伏

  通透的玻璃幕牆總長達6公裡,

  大跨度空間內部無一根立柱,

  如此設計,旨在延續T1、T2航站樓水平舒展的視覺風格,契合衛星廳「換乘」這一最大功能,使旅客既能享受到高挑寬敞的超大空間,又能與機場空側無障礙視覺互動。

  但鋼結構工程要如此「凹造型」,實現力與美、剛與柔的交融,設計施工團隊要為之付出大量創新與匠心。

  難點一:細長鋼構件如何能不變「麻花」?

  鋼結構是衛星廳玻璃幕牆「超大視野」的最主要支撐,為了「高顏值」,鋼結構全外露,且每根構件都又長又細,最長構件的長細比達26:1。為此,加工製造團隊反覆研究,最終敲定採用等離子切割技術進行鋼板下料,從而有效控制鋼板旁彎,而對組裝、焊接工序的嚴格實施和對工藝的探索,均有效避免了細長構件扭曲變形的發生。

  難點二:幕牆安裝焊接精度何以達毫米級?

  施工單位成立了「鋼之精QC小組」,從「人、機、料、法、環、測」六方面剖析把控,通過焊工考試遴選技術精湛者,特製現場焊接實操手冊,增加焊接動態監管,更實行焊縫實名追溯、焊接機器人輔助等手段,從而使因焊接引起的變形無處遁形,現場安裝精度達毫米級。

  難點三:最「吸睛」的三角鋼屋蓋怎麼吊起來?

  衛星廳中央大廳頂層屋蓋可謂「最吸睛」,其被設計為空間自由曲面三角,三邊外觀尺寸為160米*160米*180米,屋蓋雙曲狀主桁架最大跨度為52.8米,兩端懸挑10米,造型上極具視覺衝擊力,卻對運輸、安裝、焊接構成巨大挑戰。

  浦東機場衛星廳三角形大跨度鋼屋蓋。(潘東華攝)

  為此,團隊在衛星廳中央區小屋面上各布置2臺平臂式塔吊,從屋蓋三角區域向中間依次吊裝施工,最後合攏成整體。此前,3D模擬工況分析技術幫了大忙,包括桁架變形和受力分析等,鋼屋蓋吊裝全流程由計算機模擬,從而最大限度確保了施工安全及工程質量。

  難點四:2萬餘根不同構件如何各就各位?

  在這個巨大工程中,構件眾多且規格不一,單單三角鋼屋蓋上的構件就有多達21745根。那麼,拼裝時如何確保其各就各位、準確安裝呢?項目團隊為此創造性地給2萬餘根鋼構件全部貼上二維碼身份證,現場施工人員通過手機APP終端讀取便籤信息,構件的生產廠家、合同編號、區塊號、重量尺寸等重要信息盡在掌握,從而有效實現了按圖堆放的設想,極大提高了現場拼裝的精確度和工效。

  難點五:大工程如何將衝突「最小化」?

  浦東機場衛星廳鋼屋蓋大跨度桁架施工現場。(潘東華攝)

  衛星廳造型酷炫,功能複雜,建築、結構,以及機電方面的技術協調,其複雜係數直線上升,常規二維(CAD)的圖紙協調已無法準確反映彼此關係。在項目施工中,BIM(建築信息模型)技術貫穿始終——在圖紙深化階段,BIM技術被應用於幕牆鋼結構、三角形桁架鋼屋蓋、登機橋鋼結構、樓層鋼結構等,圖紙問題一旦被發現即被標註於BIM模型;在深化設計階段,針對工程土建、鋼結構及幕牆、機電安裝等細部節點、複雜部位,團隊利用三維可視化模型深化分析,進行實操性難易分析,提出最優施工方案;在幕牆施工階段,團隊藉助BIM進行幕牆單元、幕牆節點、附屬設備的方案優化,進行「深化設計、鋼結構製造、鋼結構安裝」一體化控制。可以說,該工程從設計到施工,每個部門、每個環節都充分應用了BIM,最終使成品建築與建築師的圖紙、模型基本一致。

  浦東機場衛星廳鋼結構工程由華東建築設計研究院設計,由上海機械施工集團施工,上海機場建設指揮部則承擔了前期設計規劃管理和後期工程管理。浦東機場衛星廳位於浦東機場T1、T2兩座航站樓南側,總建築面積62.2萬平方米。衛星廳通過捷運系統與T1、T2無縫銜接,主要功能是實現樞紐機場的中轉功能,如「衛星」一樣服務於航站樓主樓。衛星廳整體建築呈「工」字型,分S1和S2兩部分,兩者間以連廊相連。

  這樣的設計,既增加、優化了近機位布置(新增83座登機橋、125個近機位),也優化了衛星廳的長度,減少旅客步行距離,方便換乘。目前衛星廳已進入內部裝飾裝修、商業精裝修和系統聯調聯試階段,預計7月中旬將完成民航專業驗收,7月底將完成行業驗收。年內衛星廳投運後,浦東機場的年旅客吞吐量保障能力將達8000萬人次。

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