大跨度空间结构铸钢件及抗震支座施工技术

中建八局钢结构工程公司 上海 200125

1 工程概况

贵阳龙洞堡国际机场T2航站楼为扩建工程，其建筑面积11万 m2，建筑高度33.79 m，建筑施工平面范围为467 m×301 m。候机大厅平面尺寸为255 m ×147.6 m，设计采用预应力梁的现浇钢筋混凝土框架结构，屋面结构形式为正交正放四角锥双层网架。铸钢件与抗震支座主要分布在候机大厅，大厅中间屋盖支撑钢管柱柱顶设计采用四分叉铸钢件，空侧与陆侧支撑钢柱柱顶设计采用二分叉铸钢件，柱底设计采用抗震支座[1,2]。

2 结构特点与难点

2.1 吊装难度大

候机大厅下部主体结构的主要节点均为铸钢节点，见图1。树形柱四叉铸钢件吨位大、位于结构内部，加大了吊装工作的难度。Y形柱的二分叉铸钢件，倾斜角度较大，一般的临时固定措施无法保证其稳定性。因此如何进行铸钢件、Y形柱的吊装，是整个吊装过程的难点。

2.2 铸钢件节点大，加工难度大

铸钢件设计成圆弧形，有二分叉和四分叉2 种形式，二分叉铸钢件质量为4.38 t，四分叉铸钢件重达22.06 t。与二分叉铸钢件连接的是2 根φ600 mm×25 mm的钢管杆件，与四分叉铸钢件连接的是4 根φ800 mm×40 mm的钢管杆件，如图1所示。铸钢件节点受力大，最大压力为84 000 kN，最大拉力为130 000 kN，铸钢件制作精度将直接影响斜撑连杆的安装精度，从而影响整个屋面网架的安装精度。

图1 四分叉和二分叉铸钢件节点示意

2.3 抗震支座结构复杂，制作难度大，安装精度高

抗震支座采用盆式橡胶支座，包括固定支座和单向活动支座2 种形式，空侧与陆侧支撑钢柱柱底设计采用的是单向活动抗震支座，见图2。

图2 空侧与陆侧钢柱铸钢件与抗震支座节点示意

2.4 斜撑连杆安装精度高

铸钢件设计成圆弧形， 与二分叉铸钢件连接的是2 根φ600 mm×25 mm的钢管杆件，与四分叉铸钢件连接的是4 根φ800 mm×40 mm的钢管杆件，斜撑连杆的方向各异，其角度控制将直接影响屋面网架合拢的精度，确保安装精度尤为重要。

2.5 焊接质量要求高

铸钢节点是屋盖支撑钢柱与屋盖桁架连接的关键节点，抗震支座是连接基础和屋盖支撑钢柱的关键部位，为确保其安装后可靠的受力和传力，必须严格控制铸钢节点和抗震支座的焊接质量。铸钢件与支撑钢柱、抗震支撑钢柱的节点均为Ⅰ级焊缝，采用超声波探伤；抗震支座与预埋件的节点为Ⅲ级焊缝，采用磁粉探伤检查。

3 铸钢件与抗震支座安装

3.1 测量

四分叉铸钢件和抗震支座吊装前，用高精度全站仪在支撑钢柱顶上测放出轴线的中心线，并将标高控制点引测至柱顶，测量精度须符合规范及设计要求[3]。

二分叉铸钢件在吊装之前，现场进行预拼装，将二分叉铸钢件与钢柱、斜撑连杆焊接完成后，形成整体吊装就位。就位的前提是抗震支座与预埋件焊接完成，且测放出抗震支座的中心线。

3.2 吊装

四分叉铸钢件质量为22.06 t，树形铸钢件上斜撑连杆吊装采用搭设临时支撑架支撑的方式，吊装半径最大处约为80 m，为保证吊装的安全，加大了吊装机械工况，吊装选用1 台QUY350型3 500 kN履带吊，工况组合为主臂108 m+150 t超起配重，以确保吊装的顺利进行。

二分叉铸钢件质量为4.38 t，抗震支座质量为0.87 t，因此，Y形柱的吊装选用1 台1 000 kN汽车吊，并采取临时支撑胎架一点一支撑的施工方案，以确保吊装过程中的结构安全。

3.3 焊接

1）四分叉铸钢节点校正完成后，先对铸钢件和支撑钢柱进行焊接，铸钢件的材质为G20Mn5N，支撑钢柱的材质为Q345B，焊接时采用双人双机对称焊接的方法，焊缝质量等级为Ⅰ级。铸钢件和支撑钢柱焊接完成探伤合格后，进行吊装斜撑连杆，斜撑连杆采用临时支撑固定，校正完成后，进行铸钢件和斜撑连杆的焊接。待整体网架施工完成后，最后进行卸载，拆除临时支撑。二分叉铸钢件的定位在吊装之前，现场进行预拼装，焊接时采用双人双机对称焊接的方法，焊缝质量等级为Ⅰ级。二分叉铸钢件与钢柱焊接完成后，进行铸钢件与斜撑连杆的焊接，形成整体吊装就位，斜撑连杆采用临时支撑固定，校正完成后，进行钢柱与抗震支座的焊接。待整体网架施工完成后，最后进行卸载，拆除临时支撑。

2） 抗震支座定位线测放完成后，吊装就位抗震支座，抗震支座材质为G20Mn5N，预埋件的材质为Q345B，焊接时采用双人双机对称焊接的方法，焊缝质量等级为Ⅲ级。抗震支座与预埋件焊接完成后，进行抗震支座与支撑钢柱的焊接，设置焊接衬板，焊接时采用双人双机对称焊接的方法，焊缝质量等级为Ⅰ级。

4 与铸钢节点相连杆件的合拢安装

与铸钢节点相连杆件贯穿整个候机大厅，屋面钢结构网架采用滑移脚手架散拼的方案[4]，自中间向南北两侧进行安装，首先安装与大厅中间的2 根四分叉斜撑连杆之间的网架杆件，再连接空侧与陆侧的二分叉斜撑连杆之间的网架杆件，最后把误差集中在空侧与陆侧的两端，确保与铸钢节点相连杆件的合拢的安装精度，见图3。

图3 连接区段剖面示意

5 结语

贵阳龙洞堡国际机场T2航站楼候机大厅二分叉铸钢件安装：在地面先对铸钢件与支撑钢柱进行焊接，再对2 根斜撑连杆与铸钢件进行焊接，斜撑连杆、铸钢件、支撑钢柱焊接形成整体吊装就位；四分叉铸钢件安装：先吊装铸钢件，对铸钢件与支撑钢柱进行焊接，再依次吊装4 根斜撑连杆，对斜撑连杆和铸钢件进行焊接；抗震支座安装：先安装抗震支座，与预埋件焊接，吊装支撑钢柱、斜撑连杆与铸钢件的整体件，再与抗震支座焊接，从而施工进度和质量都得到了保证。