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国内某大型钢结构机库施工及质量控制

要点要点

摘要：桁架单元内力主要为轴力,其杆件采用各向承载力相同的圆钢管,材料

利用率高,技术经济指标佳.相比于其他节点型式桁架,球管桁架-焊接空心球或者

贯穿空心球节点(弦杆贯穿空心球节点)桁架,因具备“强节点、弱杆件”的特性,

更能满足大跨度机库悬挂移动设备的受力需要,在国内中小跨度机库屋盖设计中

得到了广泛应用.1)新型索-球管桁架可以极大地提高下弦杆件的承载力,减小圆

钢管的截面规格,使得球管桁架可以在更大跨度的机库中得到应用.2)新型索-球

管桁架对于大门边桁架支承刚度的改善不大,但预应力张拉过程中的反拱对于屋

盖的变形形态有改善作用.3)如通过采用钢管混凝土截面进一步提升上弦杆的受

压承载力,索-球管桁架的应用范围将进一步扩大,实现更大跨度的跨越.本文对国

内某大型钢结构机库施工及质量控制要点进行分析，以供参考。

关键词：钢结构屋盖;机场;大型机库

引言引言

国内大跨度机库屋盖设计一般采用双层或三层平板型焊接球节点空间网架结

构,平面上三边设有钢筋混凝土柱支承.沿结构跨度方向的一边开敞,无落地支承,

开敞边采用由两榀或多榀大跨度钢桁架组成的大门边桁架支承大厅网架.包括首

都国际机场四机位机库与A380机库、浦东国际机场机库群以及厦门高崎机场机

库群在内的国内90%以上的机库屋盖均采用这类结构体系.大门边桁架用钢量占屋

盖总用钢量的30%~50%,是大跨度机库重要的受力构件,也是技术创新的突破点.

1复合材料门体方案设计

推拉式机库门一般采用下部承重上部导向的结构形式，门体上下侧导轨安装

于舰体对应凹槽内，通过下部行走小车驮行，实现机库门的左右滑动。实际发生

核爆时，冲击波以球面波的形式向各个方向传播，但一般认为在离爆心一定距离

范围内，结构主要承受沿水平方向而来的冲击波，可以视作平面均布压强载荷。

在核爆载荷作用下，门体可视作由上下导轨槽对其形成支撑。在相应的均布压强

作用下会发生筒形弯曲。门体的边长比较大，并且外载荷沿板的长边不变，在这

种情况下，理论分析和实验都表明板除了与短边支界相邻的一小部分外，中间大

部分的弯曲变形为筒形，即沿短边有曲率、沿长边无曲率。门体的面板主要承受

沿高度方向上的拉压作用。根据GJB1061.1-91的规定，基于门体在相应载荷作

用下不发生超过轻微毁伤等级的要求，将钢质方案和复合材料轻量化方案进行对

比。钢质方案采用金属板筋结构，经统计，钢质方案的重量为17t。考虑到复合

材料抗低速冲击性能相对较差的特点，同时兼顾设备接口的通用性，门体四周均

沿用钢质结构方案，而把中间的主体部分采用复合材料结构替换，结果显示较原

钢质方案减重约32%，。钢质框架通过上下导轨与船体导轨槽配合。复合材料部

分由泡沫、加强筋和复合材料壁板组成，其中主承载部分为10mm纤维增强复合

材料内外壁板。由于门体整体厚度达到300mm，常规的三明治夹芯结构容易出现

芯材剪切或压缩破坏情况，因此对泡沫芯材进行了相应的增强设计，泡沫芯材在

高度和厚度方向采用多层设计，泡沫之间设置0.8mm厚玻璃钢加强筋对芯材进行

加强处理。在成型过程中芯材和玻纤增强布采用一体化真空灌注成型，形成全包

覆结构，泡沫与玻璃纤维布之间通过树脂填充胶接，整体构成格栅式泡沫夹芯结

构。

2机库工程大跨度轻型钢梁的安装

2.1大跨度轻型钢梁吊装方案的选择

最初设计了两种悬挂选项:柱安装在地面上后，由钢梁组成，然后以整体梁

的高度放置两个半梁，这是一种将两个梁安装在地面上并在两个梁之间组合成一

个梁的方法，尽管第一种解决方案的悬挂质量比第二种方案更轻，但在海拔高度

上操作也更容易。特别是，如果两个悬在空中的梁装配在整个梁上，而且必须

逐个安装的梁不能缩短工作时间，而且会增加施工成本，尽管安装质量高于60T，

但第二个选项需要极大的起重机重量，但悬挂安全保证了在高度上减少操作量，

不仅缩短了工作时间，但也降低了施工成本更好地提高了吊架的整体刚度和稳

定性，克服了轻钢结构在对比分析后的缺点，得出了使用另一面的结论。

2.2轻型钢梁施工步骤

(1)加强型措施可防止钢梁在悬置时发生变形，并在悬置点处添加临时支撑，

以提高梁的侧刚度；(2)将板放置在栏杆旁，并测量高度，以便梁的两