重慶江北國際機(jī)場T3A航站樓大跨度工程樓面后澆帶鋼橋搭設(shè)施工技術(shù)
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張守貴，唐鵬舉，余運(yùn)波，姚 葦，馮 鋒，谷廣州
（中建鋼構(gòu)有限公司，廣東廣州 518040）
[摘要]在大跨度工程中，由于其結(jié)構(gòu)跨度非常大，其后澆帶跨度也往往很大。在重慶江北國際機(jī)場新建T3A航站樓工程實(shí)踐中，采用型鋼、鋼板等材料制作鋼橋搭設(shè)于后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)主梁，并制作配套的可供汽車式起重機(jī)等上下的鋼斜坡，用于汽車式起重機(jī)等鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)備通行，順利解決了因?yàn)楸竟こ?，9m寬后澆帶原因造成的汽車式起重機(jī)上樓面無法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工的問題，并節(jié)約了大量工期，具有良好的推廣價值。
[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu)；大跨度；后澆帶；鋼橋；施工技術(shù)
[中圖分類號]TU745.2[文章編號]1002-8498（2016）10-0022-04
1 工程背景
在大跨度結(jié)構(gòu)工程樓面設(shè)計施工時，需要設(shè)置后澆帶。正由于結(jié)構(gòu)跨度非常大，其后澆帶跨度也往往很大。在重慶江北國際機(jī)場新建T3A航站樓工程實(shí)踐中，其中央E區(qū)大廳樓面后澆帶跨度普遍為4m，4條主要后澆帶跨度達(dá)到9m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)的700～1 000mm后澆帶設(shè)置。故在此類結(jié)構(gòu)工程施工中，要保證鋼結(jié)構(gòu)工序的正常施工，則需要考慮必要的施工技術(shù)措施，銜接土建結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)交叉施工，以確保不必要的長時間施工等待。
一方面，在考慮此類結(jié)構(gòu)的施工配合時，要注意技術(shù)措施能夠保護(hù)已完成土建結(jié)構(gòu)不被破壞；另一方面，又要保證技術(shù)措施在設(shè)計上能滿足受汽車式起重機(jī)、運(yùn)輸平板車等通行時的行走工況，保證施工過程安全可控。
由于土建結(jié)構(gòu)混凝土澆筑后需要等待近1個月時間待其達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計強(qiáng)度，其后方可允許汽車式起重機(jī)上樓面進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工。而本工程中土建結(jié)構(gòu)上4，9m寬后澆帶在整個航站樓中央E區(qū)大廳分布密集，對土建結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)交叉施工配合具有嚴(yán)重影響。
綜合分析現(xiàn)場施工情況后，采用型鋼、鋼板等材料制作鋼橋鋪設(shè)于后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)主梁，并制作配套的可供汽車式起重機(jī)、運(yùn)輸平板車等上下的鋼斜坡，用于汽車式起重機(jī)等鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)備通行，順利解決了因?yàn)楹鬂矌г蛟斐傻钠囀狡鹬貦C(jī)上樓面無法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工的問題，并節(jié)約了大量 工期，具有良好的推廣價值。
2 后澆帶鋼橋搭設(shè)施工原理
2.1 常規(guī)施工方法缺陷
正常情況下，鋼結(jié)構(gòu)施工需待土建結(jié)構(gòu)完全交付工作面后方可進(jìn)行。但這樣將存在以下嚴(yán)重問題：土建結(jié)構(gòu)第1次混凝土澆筑后，需要近1個月時間等待混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度；但本工程中，土建結(jié)構(gòu)采取分區(qū)塊施工方法，故第1次澆筑混凝土?xí)r，不同施工區(qū)塊即存在較大時間差，而本工程后澆帶澆筑時間普遍在主體結(jié)構(gòu)完成之后約2個月，若再等待后澆帶澆筑完成，則還需要近1個月時間等待后澆帶達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度。故鋼結(jié)構(gòu)施工至少需等待近4個月，嚴(yán)重影響工程施工工期。故采取有別于常規(guī)施工的搭設(shè)鋼橋以供設(shè)備通行的施工方法，以解決此項(xiàng)問題。
2.2后澆帶鋼橋搭設(shè)原理
汽車式起重機(jī)上樓面進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工主要在3，4層樓面。3，4層樓面后澆帶有2種，分為9m后澆帶和4m后澆帶。根據(jù)現(xiàn)場施工要求，需在后澆帶封閉之前進(jìn)行鋼管柱吊裝，所以過后澆帶需要搭設(shè)鋼橋，以供70t汽車式起重機(jī)及鋼管柱運(yùn)輸通過。
如圖1所示，將鋼橋鋪設(shè)于后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)主梁，并制作配套的可供汽車式起重機(jī)、運(yùn)輸平板車等上下的鋼斜坡。鋼橋鋪設(shè)好后，由結(jié)構(gòu)主梁承載汽車式起重機(jī)等設(shè)備通行時的行走工況荷載，故過9m后澆帶需搭設(shè)18m長鋼橋，過4m后澆帶需搭設(shè)12m長鋼橋。
3 施工技術(shù)分析
3.1鋼橋設(shè)計
18m長鋼橋采用3根HW600×300 x12×20規(guī)格型鋼作為縱向主梁，主梁中心間距1. 85m，長18m。次梁采用HW 250× 250×9x14規(guī)格型鋼，間距1.15m，長4m。在次梁下方設(shè)置加勁腹板，腹板尺寸為長×寬= 320mm×150mm，在主梁外部按次梁間距設(shè)置加勁腹板，腹板尺寸為長×寬：550mm×150mm。鋼橋表面鋪設(shè)規(guī)格t=16mm鋼板，鋼橋材料材質(zhì)均為Q235。
12m鋼橋做法與18m鋼橋一致，12m鋼橋各節(jié)點(diǎn)采用焊接形式，18m鋼橋的12m段與3m段連接節(jié)點(diǎn)采用高強(qiáng)螺栓連接。
3.2鋼橋詳圖（見圖2）
鋼橋設(shè)計材料如表1、表2所示。
3.3鋼斜坡設(shè)計
由于鋼橋高度達(dá)到600mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出路基箱200mm高度，故在鋼橋端頭汽車式起重機(jī)上下處需設(shè)置鋼制斜坡，作為汽車式起重機(jī)及運(yùn)輸平板車等設(shè)備上下鋼橋的輔助措施。 斜坡詳細(xì)設(shè)計如下：斜坡采用口60×40 x3和16mm厚鋼板制作，連接形式為焊接。
鋼斜坡詳細(xì)尺寸如圖3示。
斜坡組成材料如表3所示。
3.4鋼橋搭設(shè)
搭設(shè)鋼橋時，首先將鋼橋主梁按中心間距1. 85m布置，主梁兩端落在土建結(jié)構(gòu)主梁上。然后依次安裝鋼橋次梁。鋼橋搭設(shè)完成后，根據(jù)70t汽車式起重機(jī)及平板車兩側(cè)輪距合理布設(shè)鋼斜坡。鋼橋搭設(shè)詳圖如圖4所示。
4鋼橋設(shè)計計算
4.1 鋼橋承載力驗(yàn)算
4.1.1 荷載取值
施工過程中鋼橋承受的最不利外力由施工過程模擬計算得出，施工中汽車式起重機(jī)平穩(wěn)駛過鋼橋，可以不考慮動力系數(shù)。
取最不利荷載組合：1.2×恒荷載（自重）+1.4×活荷載（70t汽車式起重機(jī)自重荷載）。
4.1.2鋼橋承載力驗(yàn)算
采用Midas/Gen 8.21有限元分析軟件對鋼橋設(shè)計模型進(jìn)行最不利受力分析，計算模型如圖5所示。
最不利工況組合SLCB2(1.2D+1.4L)下，鋼橋結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力如圖6所示。
根據(jù)計算結(jié)果可知，鋼橋x方向最大變形為0. 04 mm，y方向最大變形為0.37mm，z方向最大變形為- 51. 23 mm，此處最大變形發(fā)生在板單元上，由于計算模型中將輪胎壓力荷載轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)荷載，故不考慮此處板單元的變形，梁單元的最大位移矢量和為42. 00mm<//400（L為鋼橋跨度）=18 000/400：45 mm;鋼橋最大應(yīng)力為149. 48 N/mm2< 215 N/mm2，且桿件最大應(yīng)力比約為0. 93 <1，滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》要求。
4.2計算結(jié)論
由上述計算分析，18m鋼橋在整個施工過程中，均滿足強(qiáng)度、剛度的要求，施工過程安全合理。由于12m鋼橋跨距小于18m鋼橋，且同樣是兩端落在結(jié)構(gòu)主梁上。同理可證，12m鋼橋亦滿足強(qiáng)度、剛度要求，施工過程安全合理。
5 結(jié)語
通過在重慶江北機(jī)場新建T3A航站樓工程進(jìn)行實(shí)踐，此項(xiàng)施工技術(shù)得到成功運(yùn)用。其原理簡單易行，避免了因土建結(jié)構(gòu)后澆帶無法封閉而出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)等施工工序的長時間等待情況，成功節(jié)省了施工工期。
由于避免了施工等待情況，施工機(jī)械設(shè)備利用率大大提高，在本工程實(shí)踐中，采用此項(xiàng)技術(shù)節(jié)省至少3個月工期，證明在大跨度樓面鋼結(jié)構(gòu)施工中，此項(xiàng)技術(shù)具有良好的操作性和應(yīng)用推廣價值，為其余大跨度樓面鋼結(jié)構(gòu)施工提供了寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
