成都双流国际机场T1航站楼结构设计与施工

【摘要】：本文结合成都双流国际机场航站楼扩建工程,对机场航站楼的设计及施工进行了研究。文中介绍了成都双流国际机场航站楼大厅钢桁架及联廊单层柱面网壳的设计及施工；分析了钢桁架及单层柱面网壳在设计施工中应着重注意的问题；对钢桁架及单层柱面网壳的节点设计以及单层网壳的非线性整体稳定分析和单层网壳的缺陷敏感性分析进行了探讨。介绍了为解决钢桁架及单层柱面网壳在设计施工中的问题,而采取的梁柱施加预应力以及基础加固措施；最后对钢桁架及钢网壳的施工技术进行了研究,得出一套完整的施工方案。 本文主要研究成果和结论如下： 1.本工程大厅屋盖采用空间钢桁架结构,造型美观通透,空间钢桁架结构比预应力蜂窝梁技术更为成熟可靠,用在机场候机楼大厅是合适的。机场候机楼指廊选用单层柱面网壳,空间效果好,韵律感强,具有良好的效果。 2.在桁架计算模型分析时,K(框架柱等效侧移刚度)的合理取值至关重要。桁架节点计算时,大管径直接焊接节点的节点刚度不能忽视。 3.在桁架计算分析时,必需考虑施工过程对最终受力的影响。 4.依据实验结果和有限元分析,显示本工程的平面KK型相贯线节点,弦杆对腹杆端部的转动约束情况基本介于刚结模型与刚域模型之间,在设计分析中将其简化为刚结节点是安全可靠,也是合理的。 5.单层柱面网壳在半跨活载作用下,最大竖向位移与弦杆最大应力均远大于满跨活载作用下,半跨活载为最不利活载；实际设计按弹性水平支座考虑,最大竖向位移比理想铰支支座的情况增加地并不多,最大竖向位移为跨度的1/409,小于《网壳结构技术规程》(JGJ61-2003)1/400的要求；弦杆最大应力与理想铰支支座的情况相差不大,均小于杆件设计允许应力；弹性水平支座情况下最大支座水平推力比理想铰支支座情况下大幅下降,有利于采用较小的柱截面尺寸并相应降低预应力度,在实际使用及经济上的效果明显。 6.网壳结构的非线性整体稳定性分析计算中,不应仅仅考虑钢网壳自身的稳定,必需将下部混凝土结构与钢网壳做为一个整体模型进行分析才是符合实际的,本工程网壳极限承载力在考虑缺陷敏感性的情况下的几何非线性分析,均能满足国家规范要求。 7.本工程由于前期为平板网架,改用空间钢桁架结构及单层网壳后,柱必需进行预应力加固处理方能满足空间钢桁架结构及单层网壳水平推力的要求,同时柱施加预应力后提高了框架柱等效侧移刚度K,能减小钢结构杆件内力,提高单层网壳稳定极限承载力。 8.本工程由于前期已施工了一部分下部结构,复工后结构方案调整较大,在设计施工中根据不同的情况分别采用了偏心布置预制桩及采用人工挖孔桩的方式进行地基基础加固,取得了良好的效果。 9.钢桁架及钢网壳吊装分别采用滑移法和分片吊装,根据施工情况和监测结果可知,钢桁架在吊装,滑移及就位的过程中杆件的应力变化较均匀,内力和挠度均未超出允许范围,各杆件工作在弹性范围之内；网壳单元在吊装过程中及在其就位后自重作用下工作状态良好；厅柱偏移量均较小,在规范允许范围内,表明吊装方案合理,安全可靠。