大型机场新型隔震支座应用技术_李红现.pdf

建筑施工第45卷第1期113大型机场新型隔震支座应用技术李红现 李占良 于新平 谢记可 朱江涛 叶丹勇中国建筑第八工程局有限公司西北公司 陕西 西安 710065摘要：西安咸阳国际机场三期扩建工程T5航站楼工程是国内为数不多的应用大面积隔震支座技术的民航交通运输航站楼建筑，更是首个采用自纠偏新型隔震支座的大型机场。自纠偏隔震支座能够自动控制纠正因外界温度变化而产生的水平位移，具有较好的隔震技术应用前景。介绍了新型隔震支座的基本工作原理及吊装方法，希望为自纠偏新型隔震支座的推广应用提供一定的基础。关键词：机场航站楼；自纠偏；隔震支座；限位钢板中图分类号：TU99 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2023)01-0113-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2023.01.030Application Technology of New Seismic Isolation Bearings for Large AirportsLI Hongxian LI Zhanliang YU Xinping XIE Jike ZHU Jiangtao YE DanyongNorthwest Branch of China Construction Eighth Engineering Bureau Co.,Ltd.,Xian 710065,Shaanxi,ChinaAbstract:T5 Terminal of Xian Xianyang International Airport Phase Expansion Project is one of the few civil aviation transportation terminal buildings in China that applies large-area seismic isolation bearing technology,and it is the first large-scale airport to adopt a new type of self-correcting seismic isolation bearing.The self-correcting deflection isolation bearing can automatically control and correct the horizontal displacement caused by the change of external temperature,which has a good application prospect of seismic isolation technology.This paper introduces the basic working principle and hoisting method of the new seismic isolation bearing,hoping to provide a certain basis for the popularization and application of the new self-correcting seismic isolation bearing.Keywords:airport terminal;self-correcting;seismic isolation bearing;limit steel plate海口美兰国际机场超长结构最大尺寸为453 m、隔震支座尺寸1 500 mm，西安咸阳国际机场超长结构最大尺寸为486 m、隔震支座尺寸1 600 mm。西安咸阳国际机场三期扩建工程T5航站楼隔震支座共计799个，结构后浇带数量4条，年度内日平均气温最大温差约30，根据已完工程经验，超长混凝土隔震结构受外部温度变化及自身收缩效应，隔震支座由四周向中心收缩变形情况较为明显2。为解决上述问题，本项目大胆尝试，创新性地采用“自纠偏”新型隔震支座技术，以此来降低隔震支座受外界温度变化带来的影响。1 工程概况西安咸阳国际机场三期扩建工程T5航站楼工程地基桩类型为挤密桩、灌注桩，基础类型为桩筏基础，承台厚2.04.0 m，柱下布桩；桩径1.0 m，有效桩长不小于57.0 m，桩竖向抗压承载力特征值7 600 kN，隔震支座位于上肢墩与下肢墩之间，规格型号为LRB/LNR1200LRB/LNR1600/ESB1500。西安咸阳国际机场三期扩建工程T5航站楼工程地上4层、局部地下3层，建筑基底面积208 021 m2，项目总建筑面积700 340 m2，设计使用年限50年，抗震设防烈度8度，建筑高度47.5 m，地下总建筑面积101 958 m2，中央C区航站楼采用隔震支座技术，指廊区域西安咸阳国际机场三期扩建工程是民航局支持建设的全国民航“标杆示范项目”，承载着打造内陆改革开放高地、服务“三个经济”发展的重大使命，肩负着“民航强国、陕西担当”的重大责任。项目按满足2030年旅客吞吐量8 300万人次、货邮吞吐量100万 t的目标设计，建成后将全面提升西安咸阳机场基础设施保障能力和运行效率，有力支撑“国际运输走廊”“国际航空枢纽”建设，具有重大而深远的影响。目前，国内采取大面积隔震设计的主体航站楼工程有4个，分别是昆明长水国际机场、北京大兴国际机场、海口美兰国际机场以及西安咸阳国际机场，且4个机场的隔震设计均属于超长结构隔震1。其中，昆明长水国际机场超长结构最大尺寸为470 m、隔震支座尺寸1 200 mm，北京大兴国际机场超长结构最大尺寸为565 m、隔震支座尺寸1 500 mm，作者简介：李红现（1994），男，硕士，助理工程师。通信地址：陕西省西安市高新区丈八二路绿地中心A座47层（710065）。电子邮箱：收稿日期：2022-06-23市政工程MUNICIPAL ENGINEERING20231Building Construction114未使用隔震支座技术。西安咸阳国际机场三期扩建工程T5航站楼工程效果图如图1所示。图1 T5航站楼工程效果图2 隔震设计概况西安咸阳国际机场三期扩建工程T5航站楼项目，每间隔4050 m设置1道施工后浇带，施工后浇带宽1 m，每隔大约120 m设置1道结构后浇带，结构后浇带宽4 m，所涉及结构梁板钢筋全部断开，结构封顶、结构外保温封闭后进行封闭浇筑。T5航站楼工程隔震支座799个，隔震支座直径1 2001 600 mm，是已知目前国内在建民航交通建筑领域隔震支座直径应用最大的一个。T5航站楼施工范围内隔震支座设计主要为铅芯橡胶支座、天然橡胶支座、弹性滑板支座、铅芯隔震支座3-4，但涉及施工后浇带、结构后浇带及施工缝等最不利和特殊受力位置采用的是新型隔震支座，隔震支座设置部位如图2所示。隔震支座图2 隔震支座设置3 新型隔震支座3.1 背景、特点目前超长结构隔震支座施工变形的问题还未得到彻底解决，已知的一些措施无法完全解决因外界温度环境变化造成的隔震支座自身变形问题，所以新型隔震支座的技术研究在一定程度上提供了超长结构隔震支座施工变形问题的解决途径，在隔震支座技术应用上填补了行业空白。研究团队创新性地提出自纠偏新型隔震支座纠偏方案，力求最大限度避免支座的经常性更换，减小后期使用维护的经济投入，从目前应用的实际效果来看，新型隔震支座施工较便捷，综合效益显著。3.2 自纠偏支座自纠偏支座的核心原理是在隔震支座上顶板的四角设置限位钢板，如图3（a）所示；钢板与隔震支座上顶板存在一定间隙，用于释放、纠偏橡胶垫层的变形，如图3（b）所示；安装前，限位板上部螺栓固定隔震支座上顶板，不允许发生错动5。施工变形稳定后，松开限位板螺栓，允许支座上顶板滑动，施工变形通过限位板与隔震支座上顶板的间隙释放。变形释放完成后，在限位板与支座上顶板之间新的间隙中，填入钢块，完成固定6。上顶板四周设置限位块，预留限位空间（50 mm），限位块上布置螺栓，防止施工过程中板件滑动，隔震支座初始安装完成后，上下法兰板应对齐，无水平位移。（a）限位板（b）预留间隙预留间隙图3 限位板与预留间隙若楼板发生施工位移，牵引支座发生水平剪切位移按70 mm计算，松开锚栓，放松上部限位钢板，用千斤顶将上支墩向上顶起，上法兰板向左滑动，恢复原位，如图4（a）所示。待支座变形稳定后，在限位板件间隙位置填充限位钢条，并重新拧紧螺栓，固定支座上顶板，使之重新发挥隔震作用，如图4（b）、图4（c）所示。（a）水平剪切变形（b）温度恢复原位（c）限位板螺栓锚栓上支墩上支墩法兰板法兰板千斤顶下支墩锚栓下支墩隔震支座隔震支座拧松限位板螺栓图4 支座变形过程自纠偏新型隔震支座的创新思路是反向计算偏移量和方向，即在安装前，支座预推反方向偏移量，等待耗能结束至收缩稳定后，恢复原来垂直状态7。可纠偏新型隔震支座构造设计如图5所示，其中：为混凝土矫正台（需预留锚栓）；为隔震支座（需开孔）；为核心部件四边形定位支撑架体，上下开孔，与法兰板连接；为千斤顶（需200 kN）为加劲板（保证支座受力均匀）。目前已对该隔震支座展开足尺试验，用实际数据说明李红现、李占良、于新平、谢记可、朱江涛、叶丹勇:大型机场新型隔震支座应用技术建筑施工第45卷第1期115图5 可纠偏支座构造设计了该方案的可行性与合理性，并用Abaqus软件进行建模复核验证8，如图6所示。自纠偏新型隔震支座已经在机场航站楼中吊装应用。图6 有限元验证结果此外，由于基板直径较大（ESB1500为3 220 mm），厚度相对较薄（ESB1500为38 mm），平面外刚度较小，为保证基板顺利吊装就位，经过多方面考虑，决定采用吊带和铰链相结合的方式。为保证吊运过程中滑动面的平衡及水平，在吊带和铰链的外侧同时使用磁力吊进行辅助，在上支墩混凝土浇筑前滑动面部分处于自由状态，在上支墩施工及滑动面吊装就位过程中极易发生移位；为保证在施工过程中不发生偏移，采用527 mm33 mm5 mm扁铁将上预埋螺栓与下预埋螺栓相连，以限制滑动面在水平方向的偏移，隔震层混凝土完成终凝后，将扁铁拆除。为保证滑板支座滑动面底部有足够大的支撑刚度，上支墩底模安装过程中应采取滑动面临时支撑措施9，操作方法如图7所示。磁力吊磁力吊铰链吊点铰链吊点磁力吊点吊带吊点吊带吊点（a）吊点立面（b）吊点平面铰链图7 吊装布置4 结语本文结合西安咸阳国际机场三期扩建工程T5航站楼工程自纠偏新型隔震支座的技术应用，从T5航站楼工程概况、隔震支座设计概况，到自纠偏新型隔震支座的特点介绍、工作原理、创新思路以及隔震支座的吊装措施等，进行了全面介绍，相关经验总结如下：1）超长混凝土隔震结构，受外部温度变化及自身收缩效应影响，隔震支座由四周向中心收缩变形情况较为明显。为解决上述问题，本项目大胆尝试、创新性地采用“自纠偏”新型隔震支座技术来降低隔震支座受外界温度变化的影响。2）自纠偏支座的核心原理是隔震支座上顶板的四角设置限位钢板与隔震支座上顶板存在一定间隙，用于释放、纠偏橡胶垫层的变形，安装前限位板上部螺栓固定隔震支座上顶板，不允许发生错动。3）施工变形稳定后，松开限位板螺栓，允许支座上顶板滑动，施工变形通过限位板与隔震支座上顶板的间隙释放，上顶板四周设置限位块，预留限位空间，限位块上布置螺栓，防止施工过程中板件滑动。4）自纠偏新型隔震支座的创新思路是反向计算偏移量和方向，即在安装前，支座预推反方向偏移量，等待耗能结束至收缩稳定后，恢复原来垂直状态。5）为保证吊运过程中滑动面的平衡、水平以及在施工过程中不发生偏移，在吊带和铰链的外侧同时使用磁力吊进行辅助，采用扁铁将上预埋螺栓与下预埋螺栓相连，以限制滑动面在水平方向的偏移，滑板支座滑动面底部有足够大的支撑刚度，上支墩底模安装过程中应采取滑动面临时支撑措施。1 刘兢兢,吴憬,凌程建,等.大直径建筑橡胶隔震支座力学性能研究 J.四川建筑科学研究,2021,47(4):39-47.2 林珊,白羽,周立超,等.刚性滑板-复位橡胶隔震支座性能