日前，上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星廳鋼結(jié)構(gòu)工程被中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)授予行業(yè)內(nèi)高級(jí)榮譽(yù)——“中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)工程”。該工程于2016年5月開工，2017年10月主體結(jié)構(gòu)封頂，2018年10月主體鋼結(jié)構(gòu)施工完成，歷時(shí)兩年半。鋼結(jié)構(gòu)工程由華東建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，項(xiàng)目總承包方上海建工集團(tuán)所屬上海機(jī)械施工集團(tuán)負(fù)責(zé)施工，上海機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部承擔(dān)了前期的設(shè)計(jì)規(guī)劃管理和后期的工程管理。

上海浦東機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星廳是目前世界上單體第一大的衛(wèi)星廳，位于浦東機(jī)場(chǎng)T1、T2兩座航站樓的南側(cè)，總建筑面積62.2萬(wàn)平方米，將于今年年內(nèi)投入運(yùn)營(yíng)。衛(wèi)星廳分S1和S2兩部分：S1區(qū)地下1層，地上6層，通過捷運(yùn)西線連接T1航站樓；S2區(qū)地下1層，地上5層，通過捷運(yùn)東線連接T2航站樓，S1、S2通過連廊相連。顧名思義，衛(wèi)星廳的主要功能是實(shí)現(xiàn)樞紐機(jī)場(chǎng)的中轉(zhuǎn)功能，就如同“衛(wèi)星”一樣服務(wù)于航站樓主樓。從空中俯瞰，衛(wèi)星廳整體建筑為“工”字型，這樣的設(shè)計(jì)既增加并優(yōu)化了近機(jī)位的布置，新增83座登機(jī)橋、125個(gè)近機(jī)位；又優(yōu)化了衛(wèi)星廳長(zhǎng)度，減少旅客步行距離，方便旅客的換乘。

作為獨(dú)特的建筑類型，衛(wèi)星廳設(shè)計(jì)精巧，充分展現(xiàn)了力與美的結(jié)合——水平舒展的視覺形象、通透的玻璃幕墻、連綿起伏的大屋頂，都給旅客帶來(lái)了壯觀且精美的視覺享受。玻璃幕墻全長(zhǎng)6公里的“大視野”讓人眼前一亮，通透的幕墻所引入的自然光，方便旅客與機(jī)場(chǎng)空側(cè)形成視線上的互動(dòng)，既舒緩了旅客的候機(jī)壓力，又提升了旅客的候機(jī)體驗(yàn)。中央大廳根據(jù)換乘功能的需要，內(nèi)部空間高大，并向周邊漸次疊落，仿佛是一道漣漪自內(nèi)向外逐漸跌宕開去，延續(xù)了T1、T2航站樓水平舒展的視覺風(fēng)格。而內(nèi)部沒有一根立柱、明亮通透的大跨度空間感又讓候機(jī)旅客心曠神怡、倍感舒適，這些功能的實(shí)現(xiàn)全部得益于鋼結(jié)構(gòu)的“功勞”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本次衛(wèi)星廳工程共使用鋼結(jié)構(gòu)3.5萬(wàn)噸，超過浦東機(jī)場(chǎng)T1航站樓2.8萬(wàn)噸、 T2航站樓3萬(wàn)噸的鋼結(jié)構(gòu)使用量，相當(dāng)于上海徐浦、楊浦、南浦三座大橋加起來(lái)的鋼結(jié)構(gòu)總重量。

“鋼結(jié)構(gòu)-幕墻”一體化施工

幕墻鋼結(jié)構(gòu)體系是支撐衛(wèi)星廳整個(gè)“大視野”玻璃幕墻的“幕后英雄”。該幕墻鋼結(jié)構(gòu)是全外露鋼結(jié)構(gòu)，每根構(gòu)件設(shè)計(jì)精巧而纖細(xì)，在滿足防風(fēng)抗臺(tái)要求的同時(shí)，也成為衛(wèi)星廳室內(nèi)裝飾的一部分，既較好地詮釋了衛(wèi)星廳作為公共交通建筑簡(jiǎn)約精細(xì)的設(shè)計(jì)理念，也體現(xiàn)了海派文化中對(duì)精致優(yōu)雅的極致追求。

由于設(shè)計(jì)對(duì)外觀的既定要求，使得衛(wèi)星廳幕墻鋼結(jié)構(gòu)每一根構(gòu)件長(zhǎng)而細(xì)（構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比達(dá)到了26:1），這大大增加了加工制造、運(yùn)輸以及安裝的難度。為確保工程質(zhì)量，指揮部采用了“鋼結(jié)構(gòu)-幕墻”一體化施工管理的新理念，嚴(yán)格把控鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝精度。

為破解幕墻鋼構(gòu)件細(xì)長(zhǎng)極易扭曲變形的技術(shù)難點(diǎn)，加工制造團(tuán)隊(duì)反復(fù)研究，確定采用等離子切割技術(shù)進(jìn)行鋼板下料，有效控制鋼板旁彎。同時(shí)，工程管理團(tuán)隊(duì)還加強(qiáng)了對(duì)幕墻鋼構(gòu)件組裝和焊接工序、工藝的探索，嚴(yán)格工藝實(shí)施要求，有效解決了“扭曲變形呈麻花狀”的問題，達(dá)到幕墻鋼結(jié)構(gòu)精巧的設(shè)計(jì)效果。有了符合設(shè)計(jì)要求的鋼構(gòu)件只是第一步，第二步是如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝精度分毫不差，這是擺在團(tuán)隊(duì)面前的一道難題。為確保現(xiàn)場(chǎng)安裝及焊接的精度要求，安裝前，施工單位成立了“鋼之精QC小組”，對(duì)幕墻鋼結(jié)構(gòu)安裝精度進(jìn)行專項(xiàng)控制，通過從“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”六個(gè)方面因素進(jìn)行分析研究，找出原因并針對(duì)性給予解決；針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接高要求，組織焊工考試，優(yōu)選技術(shù)精湛者；優(yōu)化焊接工藝，制定焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書，制作焊接操作卡等一系列措施指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)焊接施工；增加焊接動(dòng)態(tài)監(jiān)管，有效控制焊接引起的變形，使現(xiàn)場(chǎng)安裝達(dá)到毫米級(jí)精度。通過工程管理團(tuán)隊(duì)的不懈努力，高精度、高質(zhì)量、高效率的完成衛(wèi)星廳幕墻鋼結(jié)構(gòu)的安裝，并形成了一套行之有效的幕墻鋼結(jié)構(gòu)施工工法。

先進(jìn)技術(shù)架起三角鋼屋蓋

為使衛(wèi)星廳外觀呈現(xiàn)出較強(qiáng)的視覺沖擊力，真正體現(xiàn)力與美的完美結(jié)合，設(shè)計(jì)人員將衛(wèi)星廳中央大廳頂層屋蓋設(shè)計(jì)為空間自由曲面的三角造型，三邊外觀尺寸為160米*160米*180米。該屋蓋主桁架呈雙曲狀，跨度約52.8m，兩端懸挑約10m，且都是小直徑薄壁圓管，對(duì)運(yùn)輸、安裝和焊接都提出了巨大的挑戰(zhàn)。

為滿足衛(wèi)星廳三角形鋼屋蓋大跨度鋼桁架的吊裝要求，在衛(wèi)星廳中央?yún)^(qū)小屋面上各布置2臺(tái)平臂式塔吊，從三角屋蓋三角區(qū)域向中間區(qū)域依次吊裝施工，合攏，形成整體。施工前通過3D模擬工況分析技術(shù)，優(yōu)化整個(gè)鋼屋蓋吊裝流程，全過程應(yīng)用軟件計(jì)算模擬分析，將每個(gè)吊裝流程和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際變形反饋至結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件中，進(jìn)行桁架變形和受力分析，有效控制了整個(gè)施工過程的變形，保證了施工安全及工程質(zhì)量。三角鋼屋蓋有21745根構(gòu)件，數(shù)量眾多、規(guī)格不一。為解決拼裝難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)借助“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，創(chuàng)造性地應(yīng)用構(gòu)件二維碼，給鋼屋蓋2萬(wàn)余根鋼構(gòu)件貼上“二維碼”身份證，作為唯一的身份識(shí)別，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以通過手機(jī)APP終端讀取便簽信息，了解包括生產(chǎn)廠家、合同編號(hào)、區(qū)塊號(hào)、重量尺寸等重要信息，有效地實(shí)現(xiàn)了按圖堆放的設(shè)想，節(jié)約了成本，提高了現(xiàn)場(chǎng)拼裝的精確度和工效。

三角鋼屋蓋構(gòu)件具有管壁薄、相貫接頭多的特點(diǎn)，焊接要求極高。為確保焊接質(zhì)量，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合理使用“優(yōu)化焊接工藝、遴選優(yōu)秀焊工、焊縫實(shí)名追溯、焊接機(jī)器人輔助”等一系列管理及技術(shù)方法，使高強(qiáng)鋼薄壁鋼管和厚壁鋼管焊縫一次合格率達(dá)到99%以上。

爐火純青運(yùn)用BIM技術(shù)

BIM是近幾年在建筑行業(yè)興起的一項(xiàng)新技術(shù)，通過建立虛擬的建筑工程三維模型，對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)體和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)。

工程管理團(tuán)隊(duì)在鋼結(jié)構(gòu)施工的各個(gè)階段利用BIM技術(shù)，進(jìn)行信息化、可視化管理，有效提高了現(xiàn)場(chǎng)施工管理的質(zhì)量和效率。如在圖紙深化階段，對(duì)幕墻鋼結(jié)構(gòu)、三角形桁架鋼屋蓋、登機(jī)橋鋼結(jié)構(gòu)、樓層鋼結(jié)構(gòu)等衛(wèi)星廳所有鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用了BIM技術(shù)。基于BIM模型，提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題并在BIM模型中標(biāo)注，更加便捷、高效。在深化設(shè)計(jì)階段，針對(duì)本工程土建、鋼結(jié)構(gòu)及幕墻、機(jī)電安裝等細(xì)部節(jié)點(diǎn)、復(fù)雜部位，利用三維可視化模型深化分析，進(jìn)行實(shí)操性難易分析，提出優(yōu)化的施工方案。在幕墻施工階段，借助BIM進(jìn)行幕墻單元、幕墻節(jié)點(diǎn)、附屬設(shè)備的方案優(yōu)化，并利用BIM進(jìn)行“深化設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)制造、鋼結(jié)構(gòu)安裝”一體化控制，用精細(xì)化管理打造精品工程，確保安裝精度達(dá)到毫米級(jí)，為后序幕墻安裝奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

由于衛(wèi)星廳曲面眾多，施工過程借助BIM軟件進(jìn)行精確建模，建立各階段、工況的現(xiàn)場(chǎng)平面布置模型。通過BIM模型，直觀反映各類專業(yè)、各種工況的變化，為施工方案的優(yōu)化和施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控提供可視化依據(jù)。

工程施工前，施工單位編制工程BIM應(yīng)用總策劃，制定項(xiàng)目BIM團(tuán)隊(duì)分工制度、三維出圖管理制度、數(shù)據(jù)錄入及共享管理制度、竣工模型管理制度等，規(guī)范BIM實(shí)施應(yīng)用；編制項(xiàng)目BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范整個(gè)項(xiàng)目BIM建模體系，提高BIM應(yīng)用精細(xì)化水平。

一流團(tuán)隊(duì)鑄就一流工程

針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)和難點(diǎn)，機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部及時(shí)組建了由設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及材料供應(yīng)等單位專業(yè)技術(shù)人員組成的鋼結(jié)構(gòu)工作團(tuán)隊(duì)，以“釘釘子”般的工匠精神迎難而上，在前期開展大量的分析研究和準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，制定周密的施工方案，采取有效的施工工藝，凝聚各方力量，全力打造一流的衛(wèi)星廳鋼結(jié)構(gòu)工程。

上海機(jī)械施工集團(tuán)承建了衛(wèi)星廳鋼結(jié)構(gòu)工程，包括核心區(qū)大跨度勁性鋼結(jié)構(gòu)、83座登機(jī)橋鋼結(jié)構(gòu)、6公里外立面幕墻鋼結(jié)構(gòu)、A12大桁架層、2個(gè)三角鋼屋蓋、樓內(nèi)零星鋼結(jié)構(gòu)及T2捷運(yùn)車站主體鋼結(jié)構(gòu)。作為一家高新技術(shù)企業(yè)，機(jī)械施工集團(tuán)為確保工期，調(diào)派了各專業(yè)技術(shù)骨干20余人，成立“吊裝英雄隊(duì)”和“青年突擊隊(duì)”參與施工生產(chǎn)全過程管理。從加工廠構(gòu)件無(wú)紙化施工，到二維碼試點(diǎn)運(yùn)用；從廠內(nèi)切割三角形鋼管構(gòu)件機(jī)器人，到現(xiàn)場(chǎng)焊接機(jī)器人；從盤扣式移動(dòng)登高平臺(tái)，到自主研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)拼裝胎架；從創(chuàng)新測(cè)量方法，到自主組裝重大型機(jī)械設(shè)備；從早班交底會(huì)，到網(wǎng)格化施工管理；從樣板展示，到綠色施工，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)都一一進(jìn)行了細(xì)致周密的安排，制定不同的應(yīng)對(duì)策略，將科學(xué)管理、創(chuàng)新發(fā)展貫穿到整個(gè)衛(wèi)星廳工程建設(shè)的過程。在機(jī)場(chǎng)不停航施工的環(huán)境下，攻克了大跨度長(zhǎng)距離的鋼結(jié)構(gòu)幕墻精度控制的技術(shù)難題，通過對(duì)大跨度桁架施工模擬工況分析、大跨度桁架現(xiàn)場(chǎng)拼裝及吊裝技術(shù)、大跨度桁架卸載及后期健康監(jiān)測(cè)技術(shù)、大跨度雙曲桁架空間精準(zhǔn)對(duì)接等核心技術(shù)的研究與創(chuàng)新，高質(zhì)量按期完成工程任務(wù)，為衛(wèi)星廳如期交付運(yùn)營(yíng)提供保障。

衛(wèi)星廳鋼結(jié)構(gòu)工程是一項(xiàng)含金量較高的系統(tǒng)工程，包含了先進(jìn)的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)理念、先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)建筑成果、先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施工藝，凝結(jié)了上海機(jī)場(chǎng)建設(shè)者的聰明才智和和辛勤汗水，已經(jīng)成為上海大型公共建筑鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的代表作。

目前，衛(wèi)星廳工程已進(jìn)入內(nèi)部裝飾裝修、商業(yè)精裝修和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段。年內(nèi)衛(wèi)星廳投運(yùn)后，浦東機(jī)場(chǎng)的年旅客吞吐量保障能力將達(dá)到8000萬(wàn)人次。（中國(guó)日?qǐng)?bào)上海分社）

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