“科学技术奖”二等奖项目

　　一、基本情况 

　　获奖项目名称：民航大跨度结构精细化分析方法与施工关键技术及应用 

　　主要完成单位：中国民航大学、天津大学、中建八局第四建设有限公司、天津市建工工程总承包有限公司、河北工程大学 

　　主要完成人：齐麟、刘红波、陈宇、黄信、刘国光、卢宁、管宝华、谢海波、李长辉、吴堃 

　　二、项目背景 

　　我国幅员辽阔，拥有广阔的土地，近年来随着国家经济和社会的发展，我国已建和正在建设大量的民用航空运输机场。航站楼是旅客的周转中心，机库是飞机的维修保养中心，随着我国民航业的快速发展，航站楼和机库的体量越来越大，为了满足其使用要求，航站楼和机库结构的跨度越来越大，如青岛新机场航站楼、空客A330机库等（图1）。航站楼不仅构型复杂、构件节点多，非线性强，而且为了增加近机位，航站楼设计有指廊，结构长度较大，温度效应明显，此外航站楼多分区的高低屋面会造成雪荷载不均匀效应明显。为使飞机能够进出，机库不但跨度大，开口一侧无立柱支撑，稳定性问题突出。此类的民航大跨度建筑为形效结构，结构形态直接影响其力学性能，精细化设计和施工是减小结构初始缺陷、提高承载力的有效措施。 

（a）青岛新机场航站楼                 （b）空客A330机库 

图1 民航大跨度结构

　　三、创新成果 

　　基于此，本项目提出了从分析计算到施工安装的民航大跨度结构精细化建造关键技术。主要创新成果为：提出了考虑上、下部结构耦合的非均匀温度效应分析方法和非均匀雪荷载分布计算方法，针对民航大跨度结构非均匀雪荷载与温度效应明显的特点实现了输入荷载的精细化模拟（图2）；建立了考虑轴向变形、剪切变形、双向弯曲、扭转及其耦合效应的杆件模型及可模拟加载—卸载及破坏全过程的节点模型，提出了基于统一可靠度的结构设计极限承载力计算方法，针对民航大跨度结构非线性效应与稳定性问题突出的特点实现了多效应耦合作用下结构的精细化分析；基于数字化实时监测技术和虚实耦联同步控制方法，研发了结构双向旋转提升（图3）和节点自由度分步约束组装技术，针对民航大跨度结构为形效结构的特点实现了基于初始缺陷控制的结构精细化施工。 

   （a）温度效应                 （b）雪荷载效应 

图2 温度和雪荷载模拟

   （a）旋转抬升                   （b）抬升装置 

图3 青岛新机场旋转抬升技术

　　四、推广应用 

　　本项目经专家组鉴定，达到国际领先水平。项目共完成国家级、省部级课题4项；发表核心以上论文37篇，其中SCI检索10篇，EI检索14篇；授权发明专利12项、实用新型专利2项、软件著作权3项；出版专著2部；获省部级工法3项和优秀勘察设计一等奖1项。成果应用于青岛机场航站楼、山航基地机务维修区机库、东航山东分公司基地机务维修区机库、烟台机场T2航站楼、空客天津A330宽体飞机完成中心机库、喷漆机库及称重机库等代表性民航大跨度结构工程。