1 工程概況
昆明新機場是作為國家機場布局規(guī)劃確定的中國面向東南亞、南亞和連接歐亞的國家大型
門戶樞紐機場,位于昆明市官渡區(qū)大板橋鎮(zhèn),總投資超過230億,其建成之后,能滿足年吞吐量3800萬人次的需求,昆明將成為繼北京、廣州、上海之后全國第四個擁有國家門戶機場的城市。昆明新國際機場航站樓建筑面積54.8萬平方米,
建筑幕墻面積約15萬平方米。航站樓主要由前端主樓、前端東西兩側(cè)指廊、中央指廊、遠端東西Y型指廊和登機橋等部分組成。南北總長度為855.1米。東西寬1134.8米。中央指廊寬度為40米;Y指廊寬度37米,盡端局部放大到63米; 前端東西兩側(cè)指廊端部雙側(cè)機位的部分,指廊寬度46米;航站樓最高點為南側(cè)屋脊頂點,相對
標高72.25米。工程鳥瞰圖見圖1。在幕墻的設(shè)計及施工中,采用了多項新技術(shù),具體介紹如下:

本工程的幕墻系統(tǒng)分為以下幾個類型(如圖2):
EWS-1—公共區(qū)傾斜型
玻璃幕墻系統(tǒng)
EWS-2—機坪層公共區(qū)圍護系統(tǒng)
EWS-3—機坪層設(shè)施圍護系統(tǒng)
EWS-4—南側(cè)前翼指廊垂直型玻璃幕墻系統(tǒng)
EWS-5—南側(cè)中心區(qū)懸索
點式玻璃幕墻系統(tǒng)
EWS-5.1—南側(cè)中心區(qū)南立面懸索點式彩帶
垂直型玻璃幕墻(陸側(cè))
EWS-5.2—中心區(qū)陸側(cè)東、西兩側(cè)懸索點式
垂直型玻璃幕墻系統(tǒng)(陸側(cè))
EWS-6—登機橋幕墻系統(tǒng)
幕墻工程新技術(shù)介紹
在這些幕墻類型中,比較有特色的、采用了新技術(shù)的、設(shè)計及施工難度較大的是EWS-1幕墻系統(tǒng)、EWS-5單索點式玻璃幕墻系統(tǒng)、EWS-5.2中的16樘超大兩翼旋轉(zhuǎn)幕墻系統(tǒng)。
1.1 EWS-1玻璃幕墻系統(tǒng)
EWS-1玻璃幕墻系統(tǒng)位于出發(fā)層,
主體結(jié)構(gòu)搖擺柱沿著幕墻
平面約6米一根,大
遮陽鋁合金橫梁沿幕墻高度方向每1.6米一根,兩端
固定在主體結(jié)構(gòu)的搖擺柱上,玻璃僅固定在
鋁合金橫梁上,分格為3.0×1.6米,為節(jié)能及安全考慮,采用的是鋼化夾膠
中空Low-E玻璃,每塊玻璃的重量約250公斤,玻璃上下入槽,左右玻璃之間采用
EPDM的干式
密封方式(如圖3、4)。

EWS-1幕墻系統(tǒng)與傳統(tǒng)幕墻不同的是無鋁合金
立柱,只有鋁合金橫梁,而且鋁合金橫梁大懸挑出玻璃面800mm,這樣也帶來了一些技術(shù)難題。大遮陽鋁合金橫梁是整個幕墻體系受力最重要的
構(gòu)件,其一受到水平向的
風(fēng)荷載,其二受到玻璃及自身的重量,其三,大遮陽鋁合金橫梁懸挑出玻璃外側(cè)為800mm,受到豎直向上的風(fēng)
荷載很大。在玻璃及自身重量作用下,鋁合金橫梁向下的
變形約11mm,約為跨度的1/500,不管是在美觀上和結(jié)構(gòu)安全上,均不會有什么問題;但是,由于通風(fēng)的需要,EWS-1幕墻系統(tǒng)最底層每隔2個柱距,布置著2個開啟扇,如果開啟扇上部橫梁變形太大,會影響開啟扇的正常開啟或開啟扇的水密
氣密性能,為了解決這個問題,在深化設(shè)計時,我們在下面有
窗的橫梁中間底部,從
樓板上增設(shè)一根鋁合金立柱頂住鋁橫梁,使鋁合金的跨度從6米變成3米的
連續(xù)梁,在恒載下的
撓度僅約1mm,保證了開啟窗的正常使用,如下圖5。鋁合金橫梁在豎向風(fēng)荷載作用下,與鋼搖擺柱的連接受到極大的考驗,因為,對此連接來說,最不利的就是豎向風(fēng)荷載在此處產(chǎn)生的扭矩,為了保證此處連接的
可靠性,通過周密的構(gòu)造設(shè)計和詳盡的計算,我們在此連接處盡量做到安全可靠,每個
節(jié)點采用了12套
螺栓連接,如下圖6(從室內(nèi)視圖)。

1.2 EWS-5懸索點式玻璃幕墻系統(tǒng)
昆明新機場航站樓幕墻工程最大特點是南立面60米高的點式玻璃幕墻單層索網(wǎng)體系與主體彩色
鋼結(jié)構(gòu)連為一體。索的巨大預(yù)拉力和鋼彩帶變形相互影響其力學(xué)關(guān)系復(fù)雜,其柔性單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)在箱
型鋼結(jié)構(gòu)中滑動的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系為國內(nèi)外行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。單索
點支式玻璃幕墻鑲嵌在金黃色鋼彩帶內(nèi),尤其是南立面波浪型鋼彩帶給單索點支式
玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工帶來前所未有技術(shù)難題。南立面正視圖見圖7。穿過鋼彩帶索結(jié)構(gòu)布置圖詳見圖8。

EWS-5單索點式幕墻系統(tǒng)采用單索結(jié)構(gòu)體系,索結(jié)構(gòu)布置如圖9。
鋼彩帶為700×2500×70尺寸不等的箱型鋼結(jié)構(gòu),考慮到如果豎索在鋼彩帶之間分段,豎索張拉時非常繁瑣,而且會因為張拉過程對主體鋼彩帶產(chǎn)生額外的附加荷載,這對主體鋼彩帶是非常不利的。要實現(xiàn)豎索相對于鋼彩帶可以上下滑動,只傳遞水平荷載給鋼彩帶,為了實現(xiàn)這個功能,深化設(shè)計時采用了定
滑輪的設(shè)計思路,這是定滑輪在國內(nèi)幕墻
拉索體系中的首次應(yīng)用(見圖9)。
上圖中定滑輪固定在鋼彩帶預(yù)留的孔洞中,豎索穿過定滑輪,上下可以自由滑動,水平能傳遞荷載給鋼彩帶,定滑輪的
摩擦系數(shù)非常小,能有效的防治豎索
磨損。為了更有效的防治
不銹鋼豎索磨損,定滑輪的兩個滑輪的材質(zhì)采用的是比不銹鋼軟的鋁,這樣,即使有磨損,高
預(yù)應(yīng)力的
不銹鋼絲也能得到保護。
為了構(gòu)造簡單及施工方便,橫索采用分段設(shè)計和施工。
1.3 兩翼超大旋轉(zhuǎn)幕墻系統(tǒng)
昆明地理位置屬北緯亞熱帶,然而境內(nèi)大多數(shù)地區(qū)夏無酷暑,冬無嚴寒,具有典型的溫帶氣候特點,素以“春城”而享譽中外;建筑師在考慮航站樓的幕墻設(shè)計時,針對昆明的氣候特點,在航站樓大廳采用了自然通風(fēng)的設(shè)計理念,在航站樓中心區(qū)東西面,位于EWS5.2位置,各采用8樘9000×6000(高×寬)兩翼旋轉(zhuǎn)玻璃幕墻系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)幕墻三維圖如下圖10,樣板照片如下圖11。


本旋轉(zhuǎn)玻璃幕墻系統(tǒng)位于EWS-5.2幕墻系統(tǒng),非主要人流出入口,主要是自然通風(fēng)的功能,當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時,和整幅幕墻非常協(xié)調(diào)統(tǒng)一,本系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能:
a.可開啟在0°、20°、45°、90°四種狀態(tài);運行速度為旋轉(zhuǎn)90°需45秒。
b.早晨開啟,晚上關(guān)閉;采用了風(fēng)速感應(yīng)、雨水感應(yīng)及溫度感應(yīng)系統(tǒng),當(dāng)達到一定條件時自動關(guān)閉。
c.具有防夾功能,旋轉(zhuǎn)幕墻系統(tǒng)非常重,達到6000kg,關(guān)閉時力量很大,達到150kg,本旋轉(zhuǎn)幕墻系統(tǒng)采用了防夾
膠條和感應(yīng)雷達兩套系統(tǒng)來達到防夾要求。
d.防撞功能:防止門體運行當(dāng)中撞到行人,采用了感應(yīng)激光雷達覆蓋整個門體范圍,當(dāng)有障礙物時自動停止運行,在運行中有聲光警示系統(tǒng),提醒行人注意。
e.東西各兩趟門可實現(xiàn)消防功能,當(dāng)有火情時,門體接收到控制中心消防信號,可實現(xiàn)自動開啟,斷電時,也可實現(xiàn)自動開啟。
2 結(jié)語
昆明新機場南立面采用單索點支式玻璃和金黃色波浪形鋼結(jié)構(gòu)彩帶渾為一體巧妙地組合成“金鑲玉”幕墻,建筑設(shè)計方案造型獨特。本工程幕墻采用了多項新技術(shù),在方案設(shè)計、樣板工程、施工方案各階段,業(yè)主方組織了多次專家論證并最終獲得一致好評。各幕墻系統(tǒng)也已通過國家認可的性能試驗,現(xiàn)在幕墻安裝工程已進行竣工驗收。一座具有云南民族特色的標志性航站樓宏偉建筑展現(xiàn)在世人面前。建成后南立面照片見下圖。


昆明新機場是國家“十一五”期間唯一批準新建的大型樞紐機場,是云南省“十一五”期間20個重點項目之一。昆明新機場建筑面積54.83萬平方米,項目總投資230.78億元,建成后將成為國內(nèi)第四大國際機場。