0 引言

　　装配式钢结构箱式房在武汉雷神山医院整个结构体系中起至关重要的作用，安装过程中，合理的设计和施工工艺是保证结构内力合理传递，满足设计、质量、安全等要求的重要举措，因此，总结科学的装配式钢结构箱式房施工工法是满足疫情防控需求的重要指标。

　　本工程创新性提出和完善呼吸类临时传染病医院钢结构装配式建筑体系及施工方法，提高施工效率和质量，满足疫情和设计要求，并获得良好的经济、社会效益。

　　1 工程概况

　　武汉雷神山医院整体按照传染病医院标准设计，包括医护生活区、隔离病区及相关配套用房，病床总数建设目标为1 500床，可容纳医护人员约2 300人。医护、病患、物流交通流线明确，洁染分流，互不干扰。与周边道路及建筑间距满足传染病医院要求。

　　隔离区规划用地面积123 700m²，总建筑面积52 200m²。1期A栋(750床/15病区)总建筑面积28 500m²,1期B栋(150床/3病区)总建筑面积6 100m²，配套面积500m²。2期(600床/12病区)总建筑面积17 100m²。施工分区如图1所示。

　　图1 施工分区  

　　2 钢结构装配式关键技术

　　2.1 主要技术特征

　　1)采用自上而下的逆作式设计方法，整体流程如下:确定建筑方案→确定结构柱网→基于现有热轧型钢截面进行深化设计建模→施工模拟验算→确定上部荷载→基础设计→施工图出图。不同于常规设计，基于现有热轧型钢材料，先进行深化设计确定上部荷载，再进行基础设计，中间插入材料采购与加工，大幅缩短设计至备料周期。

　　2)采用BIM技术建模，应用BIM-QR系统进行加工制作及运输实时监控，及时调整现场安装和加工制作情况。

　　3)箱式房采用钢垫梁组合贝雷架基础，地基基底采用HDPE防渗膜进行全覆盖，相比普通基础，大幅缩短工期且提高基础承载力。

　　4)依序施工钢柱及钢梁，均采用无牛腿模式，梁柱节点采用快装快卸式角钢节点支托，待结构整体应力达数值计算要求，即结构完成应力重分配后，整体焊接快装快卸式角钢节点支托，避免节点失稳。

　　5)继续施工外附一体化预制轻质氟碳喷涂医疗专用墙体板，由带U形卡扣的短梁直接连接主体结构，辅以围焊，满足病房、除氯间、正负压房等气密性、防爆性、防腐蚀性要求。

　　6)继续施工箱式房上接管架，预制卡扣式屋面围护结构纵向正交檩条，设U形卡扣，与管架实现卡扣式连接，完成安装定位，待结构应力重分配后，进行卡扣塞焊。

　　7)预制填芯楼梯斜梁采用矩形管，与钢梁短牛腿连接件通过卡扣式连接后塞焊，部分抢工部位因病人入住，无法完成焊接，采用螺栓连接，踏步位于斜梁上方，两侧采用薄钢板封边，完成整体结构施工。

　　该呼吸类临时传染病医院钢结构装配式建筑体系及高效施工方法，有效解决医院工期高度紧张，常规设计、制作周期无法满足医院需求，现有装配式钢结构建造方法及节点连接方式无法满足工期要求等难题，同时大幅度缩短工期、节约资源，配合施工数值模拟后易于控制施工过程，因此可广泛应用于装配式钢结构体系中。

　　2.2 施工工艺流程(见图2)

　　图2 施工工艺流程 

　　2.3 质量控制要点

　　1)拼装前，拼装人员需熟悉施工图、制作拼装工艺及有关技术文件，检查零部件外观、材质、规格、数量，合格后方可施工。

　　2)拼装焊缝的连接接触面及沿边缘30～50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等须在拼装前清除干净。

　　3)在部件或构件整体组装前进行板材、型材拼接焊接，构件整体组装应在部件拼装、焊接、矫正后进行。

　　4)手工电弧焊时风速>5m/s或气体保护焊时风速>2m/s，均应采取防风措施才可施焊。

　　5)Ⅰ，Ⅱ级焊缝需进行超声波探伤，如发现超标现象，分析原因后再进行返修，同一部位返修次数≤2次，经过2次返修仍不合格的焊缝，应会同设计或有关部门研究处理。焊缝表面不得有气孔、裂纹、夹渣等缺陷，咬边深度≤0.5mm且≤0.1t(t为连接处较薄板厚)，长度≤10%总长，连续长度≤100mm，焊脚高度需满足焊接工艺卡规定。钢筋混凝土强度等级需达到设计要求。

　　6)所有测量仪器须经专门机构检测认定为合格仪器，架设仪器时要保证架设地点坚硬，不致因架设仪器后发生下沉现象。

　　7)测控时需考虑外界因素影响，如太阳照射、风力等因素。

　　8)卸载时需采取措施释放卸载产生的水平和竖向位移，以免支撑失稳。

　　9)钢构件定位采用三维坐标控制，由杆件拼接焊接引起的收缩变形，或其他因素引起的杆件压缩变形，应在制作时加以考虑并调整杆件实际长度。

　　3 施工分阶段逆向设计

　　由于采用逆作法，完成深化设计建模、出深化图的同时，将Tekla Structure三维模型数据导入MIDAS/Gen,3D3S和YJK软件，进行对比复核并计算，在满足相关规范及标准的要求下，同步出结构施工图与深化设计详图。

　　根据建筑专业设计方案，首先确定柱网并交建筑师确认，然后根据钢材市场既有材料，初步选定构件截面，确定标高，选择合理节点形式，将钢柱、钢梁及支撑等结构体系在Tekla软件中创建杆件模型，为结构计算做准备。

　　深化设计过程中，将钢柱、钢梁及支撑等结构体系，在Tekla软件中模拟创建实体杆件模型，一方面为深化设计出图打基础，另一方面将所建Tekla模型导出BIM Sight格式文件，以向设计院提资，设计院可直接导入MIDAS/Gen，进行设计软件间的数据对接和计算，用于前端设计工作参考，为整体结构计算做准备。

　　隔离医疗区ICU 1期采用MIDAS/Gen软件进行计算分析，2期采用3D3S软件进行计算分析，氯化间采用YJK软件进行计算分析。

　　在标准荷载组合包络工况下，最大位移d=13.862-6.426=7.436mm<10 010/400=25.025mm(依据GB 50017—2017《钢结构设计标准》)，符合结构设计要求。竖向位移如图3所示。由图3b可知，在标准荷载组合包络工况下，主梁跨中挠度最大为13.862mm，支座为6.426mm，跨中绝对最大挠度值d=13.862-6.426=7.436mm<7 280/400=18.2mm，满足《钢结构设计标准》限值要求。

　　图3 竖向位移(单位:mm)  

　　4 结语

　　特殊条件下，呼吸类临时传染病医院采用钢结构装配式建筑体系及关键技术，实现了10d建成大型临时传染病医院的目标，提高施工效率和质量，满足疫情需求和设计要求，并获得良好的经济、社会效益。同时该施工技术填补大型呼吸类临时传染病医院建设的空白，具有十分重要的推广意义。