一、基本情況
獲獎項目名稱:大型機場航站樓鋼結構智能建造關鍵技術研究與應用
主要完成單位:中建二局安裝工程有限公司、北京城建集團有限責任公司
主要完成人:范玉峰、張智勇、詹新彬、朱沈來、蔡金志、張羽、吳闖、李海文、郭煒、李建
二、項目背景
隨著建筑技術和設計理念的不斷發展，一些大型航站樓廣泛采用中國古建筑坡屋頂造型，大曲率傾斜曲面形狀屋蓋、屋脊天窗及分叉柱，這種鋼屋蓋跨度大高度變化多，屋脊天窗及下部分叉柱構造復雜，給鋼屋蓋及分叉柱安裝帶來巨大的挑戰。同時，暴露鋼因其高精度要求對施工技術提出了更高的要求，以往傳統加工工藝和施工方法已不能滿足。基于此項目依托太原武宿國際機場T3航站樓項目，對大型機場航站樓鋼結構建造關鍵技術展開研究。
太原武宿國際機場T3航站樓項目，總建筑面積40余萬平米，作為民航局“十四五”機場建設的重點工程，建成后將成為山西省未來發展的重要航空新引擎，旅客年吞吐量4000萬人次，貨郵年吞吐量30萬噸，對于加快建設太原區域航空樞紐、升級山西對外開放新平臺、深度融入國家戰略具有重大意義，是山西省頭號重點工程。
圖1 太原武宿國際機場三期改擴建工程T3航站樓效果圖
T3航站樓采用大港灣+三通道的三指廊構型（圖1.1所示），航站樓建筑高度43.7m，航站樓總長度約1497m。航站樓下部主體結構采用混凝土框架結構體系，上部屋蓋采用鋼結構體系，總用鋼量5.3萬噸。
圖2 T3航站樓鋼結構示意
三、創新成果
1.發明了航站樓鋼結構安裝測量方法及系統，提出了高標塔精確測量方法，實現高精度測量的同時提高了施工效率。
圖4 高標塔360°棱鏡
圖5 鋼材溫度形變模擬實驗
2.研發了位移差控制提升施工技術、關節軸節點分叉柱提升+豎轉就位技術，優化了安裝工藝，提高了施工效率及施工質量。
圖6 翻轉+累積提升施工技術
圖7 關節軸節點
3.創新性的提出了包含物理實體、虛擬實體、施工安全風險管理系統、數據服務平臺及連接層的五維數字孿生框架，實現了鋼屋蓋施工過程中安全風險動態管控。
圖8 施工過程安全風險管理的數字孿生框架
4.研發了適用于大型機場鋼結構施工的碳排放數字孿生模型和碳排放監測系統，實現了實時數據采集、多源數據處理與集成、虛擬空間仿真與預測以及施工方案優化。
5.創造性地將多邊形柱焊縫轉至棱角外平面區域，使用反坡口內置焊縫焊接技術降低了鋼柱外表面焊縫的寬度，減少了焊縫的打磨量，實現了建筑裸露鋼結構外觀棱角要求，保證了裸露鋼結構外觀質量的要求。
圖9 裸露鋼結構柱制作
四、推廣應用情況
本成果已在太原武宿機場T3航站樓項目成功應用，解決了大跨度鋼結構高精度安裝、施工效率提升與碳排放控制等關鍵技術難題，實現了復雜屋蓋與裸露結構的高質量施工，節約工期與成本，為推動行業智能建造與綠色低碳發展提供了重要實踐依據。
