01
项目背景
随着建筑技术和设计理念的不断发展，一些大型航站楼广泛采用中国古建筑坡屋顶造型，大曲率倾斜曲面形状屋盖、屋脊天窗及分叉柱，这种钢屋盖跨度大高度变化多，屋脊天窗及下部分叉柱构造复杂，给钢屋盖及分叉柱安装带来巨大的挑战。同时，暴露钢因其高精度要求对施工技术提出了更高的要求，以往传统加工工艺和施工方法已不能满足。基于此项目依托太原武宿国际机场T3航站楼项目，对大型机场航站楼钢结构建造关键技术展开研究。
太原武宿国际机场T3航站楼项目，总建筑面积40余万平米，作为民航局“十四五”机场建设的重点工程，建成后将成为山西省未来发展的重要航空新引擎，旅客年吞吐量4000万人次，货邮年吞吐量30万吨，对于加快建设太原区域航空枢纽、升级山西对外开放新平台、深度融入国家战略具有重大意义，是山西省头号重点工程。
图1 太原武宿国际机场三期改扩建工程T3航站楼效果图
T3航站楼采用大港湾+三通道的三指廊构型，航站楼建筑高度43.7m，航站楼总长度约1497m。航站楼下部主体结构采用混凝土框架结构体系，上部屋盖采用钢结构体系，总用钢量5.3万吨。
图2 T3航站楼钢结构示意
02
创新成果
成果一
发明了航站楼钢结构安装测量方法及系统，提出了高标塔精确测量方法，实现高精度测量的同时提高了施工效率。
图3 测量高标塔
图4 高标塔360°棱镜
图5 钢材温度形变模拟实验
成果二
研发了位移差控制提升施工技术、关节轴节点分叉柱提升+竖转就位技术，优化了安装工艺，提高了施工效率及施工质量。
图6 翻转+累积提升施工技术
图7 关节轴节点
成果三
创新性的提出了包含物理实体、虚拟实体、施工安全风险管理系统、数据服务平台及连接层的五维数字孪生框架，实现了钢屋盖施工过程中安全风险动态管控。
图8 施工过程安全风险管理的数字孪生框架
成果四
研发了适用于大型机场钢结构施工的碳排放数字孪生模型和碳排放监测系统，实现了实时数据采集、多源数据处理与集成、虚拟空间仿真与预测以及施工方案优化。
成果五
创造性地将多边形柱焊缝转至棱角外平面区域，使用反坡口内置焊缝焊接技术降低了钢柱外表面焊缝的宽度，减少了焊缝的打磨量，实现了建筑裸露钢结构外观棱角要求，保证了裸露钢结构外观质量的要求。
图9 裸露钢结构柱制作
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推广应用情况
本成果已在太原武宿机场T3航站楼项目成功应用，解决了大跨度钢结构高精度安装、施工效率提升与碳排放控制等关键技术难题，实现了复杂屋盖与裸露结构的高质量施工，节约工期与成本，为推动行业智能建造与绿色低碳发展提供了重要实践依据。
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