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西北空港的 "钢铁羽翼" 兰州中川机场三期屋面的 “展翅” 之路

时间:2025 / 08 / 14
来源:雅博股份

当清晨的第一缕阳光掠过兰州中川国际机场三期扩建工程的金属屋面,18 万平方米的铝镁锰合金板在光影中泛起涟漪,在黄土高原与青藏高原的过渡地带勾勒出 "黄河巨鼎" 的轮廓 —— 这座肩负西北航空枢纽升级使命的 "钢铁羽翼",以"三管桁架+网架+平面桁架" 的混合结构应对着温带大陆性气候的考验,并荣获2024年度建筑防水行业科学技术奖(金禹奖)金奖,为丝路空港写下兼具功能性与艺术性的注脚。 


01 工程概况: 18万㎡屋面的 "三维考卷"

兰州中川国际机场三期扩建工程作为国家“一带一路”交通枢纽的核心项目,航站楼主体采用“E区主楼+ABCD四条指廊”的结构设计。378米的屋面长边与 269米的短边勾勒出舒展轮廓,44.75米的最大建筑标高更让整体平面如一尊青铜巨鼎,稳稳矗立在天地之间。而兰州温带大陆性气候特有的强风(基本风压0.35KN/m²)与显著昼夜温差,为屋面系统的防水、抗风、保温性能带来了三重严苛考验。

航站楼整体平面图


针对航站楼与指廊的复杂造型,采用1.0mm厚直立锁边铝合金屋面板作为第一道防线,搭配1.5mm厚TPO防水卷材形成 “双重防水屏障”,即使面对强风暴雨也能确保零渗漏;60+60mm厚岩棉保温层(容重180Kg/m³)与 100mm厚玻璃棉吸声层的组合,既满足零下20℃至40℃的温差适应需求,又将机场噪音控制在标准范围内。

直立锁边铝合金屋面+铝蜂窝装饰板系统:(航站楼、指廊金属屋面)

02技术突围: 应对“风、水、形”三重挑战

 · 抗风系统:从 "被动防御" 到 "主动卸力"

针对兰州强风特点,项目采用“加密几字形衬檩+屋面抗风锁夹”的组合方案:屋面加密区3mm厚热镀锌几字形衬檩以≤600mm的间距布置,该方案通过减小檩条间距,并在支座处设置抗风锁夹,显著增强了金属屋面的抗风揭能力。几字形衬檩的采用,不仅提高了屋面的整体刚度,还有效分散了风荷载,减少了因风压集中而导致的破坏风险。同时,抗风锁夹的布置进一步强化了屋面板与支座之间的连接,确保了金属屋面在强风作用下的稳定性。该方案成功通过屋面抗风揭试验,充分证明了该方案的可行性。


 · 防水工艺:破解天沟的 "渗漏密码"

总长度12124米的天沟,堪称屋面排水的 “主动脉”。如此庞大的体量,如何避免因热胀冷缩导致的开裂漏水?

项目团队用 “隔断式不锈钢伸缩缝+贯通式不锈钢伸缩缝”破解难题:在天沟关键段落设置波型伸缩缝,2mm厚不锈钢板弯制成的 “波浪形” 结构,像给天沟装了无数个 “弹性关节”,允许温度变化时自由伸缩。


为验证这一设计的可靠性,项目团队对不锈钢天沟贯通伸缩缝开展了5000次疲劳拉伸试验:通过仪器模拟实际温度变化产生的拉力,按设计变形周期持续作用于伸缩缝。结果显示,经历5000次反复拉伸后,焊缝位置依然完好无损,未出现任何拉裂或漏水迹象。这意味着不锈钢天沟贯通伸缩缝设计能在长期温差循环中始终保持韧性,能够满足长期使用需求,再加上伸缩缝与集水井相互配合,哪怕遇上瞬时暴雨,雨水也能快速排走,不积不堵,彻底杜绝了满沟漏水的隐患。


 · 造型实现:BIM 技术驯服双曲曲面

屋面双坡造型与指廊弧线的顺滑过渡,依赖Rhino与Grasshopper软件建立的三维模型。通过3000余个坐标点的精准定位,将铝蜂窝装饰板的加工误差控制在5mm以内,尤其在弯弧区域,通过"平行四边形+梯形"的排版算法,避免了传统切割造成的材料浪费。

装饰铝板设计重点分析

 · 施工智慧:高空作业中的 "步步精心"

候机大厅屋面体量宏大,其钢檩条系统作为后续工序的安装基面,承载着关键的结构使命。工程采用两种规格的热镀锌方钢管檩条:大面标准区域采用160*80*4mm(重达65.56kg)及收边斜跨跨度较大的区域采用180*100*5.0mm。由于檩条数量庞大,且屋面纵深辽阔,核心区域受限于大型设备无法抵近,檩条的铺设效率已成为制约后续工序乃至整个屋面工程进度的关键瓶颈。因此,如何高效、精准地完成大批量重型檩条的纵深运输,是本工程面临的核心挑战之一。

针对这一难题,项目团队采用分区运输方案:屋面檐口周边区域,利用汽车吊直接将檩条吊运至安装点位;对于吊车作业范围外的屋面中间区域,则通过电动葫芦或卷扬机实现垂直提升与水平转运,精准送达安装位置,确保后续工序有序推进。

檩条吊装

Honor 荣誉背后的品质坚守

该项目荣获 2024 年度建筑防水行业科学技术奖,作为全国金属围护系统行业的权威奖项,(金禹奖)金奖的获得印证了雅百特团队从设计到施工的全流程匠心 —— 从双曲屋面的精准成型到抗风防水系统的万无一失,每一个细节都诠释着 "严谨务实、精益求精 " 的工程精神。

如今,这片 "钢铁羽翼" 已成为兰州空港的新地标。当航班掠过屋顶,铝镁锰板反射的天光与远处的黄土高原相映成趣,这道由匠心筑就的天际线,正见证着西北枢纽的新生。

资料来源:雅博设计院金属屋面设计部 岳浩强 毛尚标