建筑结构·专访丨机场酒店“便捷、安静”的完美统一——成都天府国际机场旅客过夜用房

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机场酒店“便捷、安静”的完美统一——成都天府国际机场旅客过夜用房

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文/吴亚舸、安永利、张维仁

引言

由华建集团华东建筑设计研究院有限公司原创设计的成都天府国际机场旅客过夜用房于2021年5月竣工，组成项目的两座酒店——天府空港云享酒店和天府空港悦享酒店，投入运营至今已有一年半时间。该项目是国内罕见的采取隔振技术设计建造的地铁上盖酒店，实现了机场酒店“舒适、便捷、高效”建设初衷，做到了便捷与安静的完美统一。

为了深入了解本项目的设计相关内容，《建筑结构》杂志社小编特别对华东建筑设计研究院有限公司该项目的结构负责人吴亚舸，就该机场酒店结构设计问题进行了线上专访。

采访内容如下

《建筑结构》：该机场酒店的亮点是什么？

吴亚舸：成都天府国际机场旅客过夜用房地处天府国际机场核心区域，与T1、T2航站楼，GTC换乘中心无缝衔接，坐拥极致空港景观，享“天府之眼”之美誉。项目以“金乌负日”为基本设计概念，与“太阳神鸟”航站楼交相呼应，将古蜀国文化的古朴意象和深邃内涵进行现代化完美演绎。建成的酒店有世界级硬件设计——BHS系统，内部专设目前国内唯一一家可在酒店自助办理行李托运的服务。旅客入住时就可办理行李托运，离店步行5分钟即可直达航站楼候机，旅客出行与入住无比轻松。因此，高效和便捷是该酒店不同于其他机场酒店的最大亮点。

《建筑结构》：在地铁上建造酒店是否担心后期使用的振动问题？

吴亚舸：该机场酒店选址于天府国际机场的核心位置，充分考虑到天府国际机场是集高铁、地铁、公路换乘于一体的中国西部区域国家级航空枢纽港。为完善整个机场配套设施，建设方需要打造一个高效便捷的旅客换乘过夜酒店。但便捷的体验要面临复杂场地条件的考验，由于时速350公里/小时的成自高铁、地铁18号线及机场穿场公路从酒店下方穿过，在设计方案初期建设方是有过这方面的顾虑的，甚至提出如果不能满足隔振和降噪的舒适度要求，就要重新考虑酒店的选址。因此，为了解决列车行驶过程中造成的振动，在项目前期对隔振静音技术进行了详细的论证和评估，确保旅客在静谧之中安然入睡。

《建筑结构》：建成后的实际使用效果如何？

吴亚舸：从携程网上住店客人的反馈和点评来看，该酒店确实做到了“便捷与安静”的完美统一，几乎没有客人对酒店振动和机场噪声有投诉，你甚至不知道下面正有地铁飞速通行。有“天府之眼”美誉的空中连廊已成为酒店入住客人的网红打卡点。

《建筑结构》：该酒店周边场地条件复杂，造型独特，设计时需要考虑哪些关键问题？

吴亚舸：受制于场地条件，旅客过夜用房下方有轨道交通和机场下穿公路隧道，竖向结构不可避免地落于地铁站厅层或穿场公路的结构顶板，因此：一部分竖向构件需利用隧道顶板做结构转换层；另一部分则尽可能利用现有站厅层结构柱直接升至上部；还有一部分竖向构件是在自身地下室范围内，靠自身基础支承。同时，为解决轨交和公路隧道的环境隔振问题，经过前期的充分论证和评估，决定采取隔振技术设计建造；通过在主楼和裙房下安装多达683个钢弹簧隔振器，来减轻机车行驶带来的震动。因此，从结构底部竖向支承的角度看，需要解决共板转换、跨区支承的差异沉降问题，同时还要考虑隔振支座对结构抗震性能的影响。

另外，V形柱和悬挂在主楼两端中央“天府之眼”的空中连廊均为项目的点睛之笔，因此，从建筑造型的角度看，需要解决诸如V形柱的抗震性能化关键构件的设计，和“天府之眼”悬挂结构的设计。

通过以上的解答，我们对成都天府国际机场旅客过夜用房结构设计的重点、难点及注意事项有了初步了解。接下来具体介绍该项目的技术亮点内容。

1

项目概况

项目位于天府国际机场一期工程航站区南北轴线上，北侧贴临航站区GTC，其余三边为航站区地面环道和航站楼出发层高架道路。沿南北中轴下方有两条快速地铁线及航站区下穿公路隧道；场地北侧下方约10m深处，还有航站楼地下行李管廊穿越，场地条件十分复杂。过夜用房项目由一座高星级（五星）酒店和一座次高星级（经济型）酒店构成，总建筑面积约13.2万m²，主楼地上建筑9层，结构10层（首层与2层间有1层设备夹层），地下1层，总建筑高度44.55m。酒店高层客房主楼分列两侧，围合的中间部分为2层中式裙房(局部3层)，布置有多功能厅、宴会厅、接待大堂，酒店后勤等公共服务区，GTC通道可以直达机场航站楼。

▲ 酒店方案效果图

▲ 建设中的酒店

▲ 建成后的酒店

▲ 建成后的酒店夜景

▲ 酒店剖面

2

结构体系和隔振方案

酒店主楼采用混凝土框剪结构，屋面设钢结构飘顶；主楼围合的圆形裙房采用框架结构。地下室顶板采用钢筋混凝土现浇梁板结构，基础采用独立基础+防水板，局部设桩基承台。本工程直接建造在地铁、下穿公路隧道上方，为尽可能减小隧道内机车行驶振动的影响，改善舒适度的同时兼顾造价成本，设计采用综合隔振方案如下：

（1）在地铁站台区1000m范围内（涵盖整个酒店场地范围）采用钢弹簧浮置板道床隔振技术，减小振动源能量输入，称为主动隔振措施。

（2）酒店客房主楼采取局部浮筑的被动隔振措施。对于主楼与下穿公路或地铁隧道顶板重叠区域，凡落于该区域的竖向构件（柱、墙）底部均设置钢弹簧隔振器，上部楼层支撑在这些隔振器上。

（3）隧道阴影范围以外设一层地下室，上部结构仍采用传统现浇钢筋混凝土与地下室结构相连，但在地下室侧墙外及防水板底部均设挤塑板软垫层，独立基础下设聚氨酯减隔振垫，作为辅助隔振措施。

（4）酒店裙房中部集中了接待、宴会厅等对振动敏感的公共服务区，采取建筑整体浮筑的被动隔振方案，该结构单元首层板与地铁隧道顶板间的柱底全部设置钢弹簧隔振器。

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关键技术问题

3.1 关键问题一：隔振弹簧支座对结构抗震性能的影响

主楼采用框剪结构，部分框架柱及剪力墙底需设置钢弹簧隔振器与下方隧道顶板相连，结构方案论证时担心弹簧刚度约束不足，抗扭刚度下降会致使扭转振型提前。为此，补充了弹簧水平刚度变化对结构动力特性的敏度分析。随后的分析表明：尽管随柱、墙底弹簧水平刚度的减小，结构前两阶振型仍为平动振型，仅是平动振型的扭转分量和结构最大扭转位移比有所提高，结构总体动力特性未发生根本性改变。说明剪力墙形成的筒体仍能令结构保持较高的抗扭刚度，结构总体层间位移角较小，余下未设置隔振器的墙、柱底能提供足够的约束刚度。

裙房中单元采用结构整体隔振方案，钢弹簧隔振器设置于所有框架柱底。钢弹簧支座不同于常规橡胶隔震支座，不能有效减小结构在水平地震作用下的基底剪力；当设置钢弹簧支座导致结构抗侧刚度降低过多，楼层层间位移角不满足规范要求时，可在裙房周边变形较大位置设置黏滞阻尼器，减小水平地震作用。

3.2 关键问题二：主楼跨区支承的差异沉降

主楼部分竖向构件落于下穿公路隧道顶板，其余竖向构件与自身地下结构相连，主楼上部客房标准段切入下穿公路隧道顶板的区域需利用隧道顶板进行结构转换，地下交通结构与主楼地下结构彼此断开。上述问题导致主楼设计需考虑跨区支承的差异沉降。

主楼位于下穿公路隧道区域的竖向变形主要由下述三部分组成：隔振钢弹簧组的压缩变形、隧道转换厚板的竖向挠度、隧道结构和主楼结构的基础差异沉降。通过精确调整弹簧支座的竖向刚度，可令柱、墙底压缩变形控制在20mm以内；同时在施工阶段可通过对隔振弹簧施加预先压缩，解决主楼现浇竖向构件与设置弹簧隔振器的竖向构件之间的差异沉降问题。隧道顶板可采用预起拱或加配预应力钢筋的方式减小竖向挠度。主楼地下室区域的竖向变形主要由自身基础沉降和混凝土构件的压缩变形决定，因主楼及隧道基础均以中风化基岩为持力层，地基沉降小。因此，落于隧道顶板的竖向构件底部设置弹簧隔振器的局部隔振方案造成的竖向沉降差可控。

3.3 关键问题三：下穿隧道转换厚板

有部分墙柱落于地铁及穿场道路上，需利用下穿隧道顶板作为上部结构的转换厚板，并在这些墙柱底部设置弹簧隔振器。计算截取转换墙、柱两跨范围的隧道顶板，进行主楼-隧道整体有限元分析。

(a) 1#左单元

(b) 1#右单元

(a) 2#左单元

(b) 2#右单元

▲ 主楼和下穿隧道整体计算模型

3. 关键问题四：V形斜撑-柱节点抗震性能

对层间V形斜撑-柱节点进行三维实体有限元分析，分别验算该节点的最不利工况在中震弹性组合及大震不屈服组合下，节点内型钢和钢筋的应力状态以及混凝土开裂损伤情况。有限元分析表明：钢骨、钢筋基本处于弹性应力阶段，尚未屈服，节点区受力性能良好；混凝土仅有受拉开裂，受压损伤轻微，构件内钢骨可以有效地将上柱荷载通过斜撑传递至下柱。

▲ V形柱照片、节点计算模型

(a) 钢骨von Mises应力/MPa

(b) 钢筋纵向拉应力/MPa

▲ 内部钢骨及钢筋应力

(a) 受压损伤因子

(b) 受拉损伤因子

▲ 混凝土损伤 

3.5 关键问题五：空中连廊“天府之眼”的悬挂结构

两栋主楼之间有跨度约48m的大跨钢连廊飘顶，其下以32根钢拉杆悬挂一个空中连廊。屋盖采用空间管桁架结构，四榀主桁架通过固定铰和滑动铰支座的弱连接形式与主体结构相连，支承于两侧主楼的柱、墙顶端。空中连廊的竖向稳定通过两侧与主楼相连的拉压滑动钢支座来保证，水平面内的稳定则依赖两侧与主楼相连的平面板铰装置。因空中连廊的竖向振动频率较接近人行频率，在连廊圆盘中部底板增设一对TMD质量阻尼器，用于改善空中连廊的人行舒适度。根据预先计算的钢拉杆张拉力，在连廊吊装完毕，以及幕墙、室内装饰荷载基本完成后，分两次进行张拉，确保空中连廊使用工况下处于稳定的受力状态。为保证主拉杆不会因松弛而退出工作，拉杆索头端部设置了正反牙螺纹的张紧装置和长期应力跟踪装置，可在结构全生命使用期内进行健康监测，通过索头张紧装置调节张拉力。

▲ 空中连廊结构模型

▲ 空中连廊钢拉杆拉力分布示意

▲ 空中连廊施工阶段照片

▲ 空中连廊建成后照片

项目信息

项目地点：成都天府国际机场

建设单位：成都天府国际机场建设指挥部

设计单位：华东建筑设计研究院有限公司

建设地点：四川省成都市简阳市芦葭镇

设计时间：2017年03月

竣工时间：2021年05月

总建筑面积：132221平方米

总建筑高度：44.55米

建筑层数：地上9层，地下1层

作者简介：

吴亚舸，同济大学结构工程专业，工学博士，现任华东建筑设计研究院有限公司事业十部结构总工程师，高级工程师，国家一级注册结构工程师。主要从事各类复杂结构的设计工作，先后完成了上海港国际客运中心、上海渔人码头一期工程、宁波环球航运广场、厦门国际中心、上海理工大学体育健身中心、上海现代艺术设计教学实训中心等项目的结构设计，多次获得国家和上海市建筑协会和勘察协会奖项。

安永利，西安工业大学工学学士，现就职华东建筑设计研究院有限公司事业十部，高级工程师，曾参与南京紫峰大厦、中青旅静思园酒店、苏州晋合洲际酒店、上海现代艺术设计教学实训中心等项目并获得国家和上海市勘察协会相应奖项。

张维仁，土木工程工学学士，现就职于华东建筑设计研究院有限公司事业十部，工程师。曾参与上海现代艺术设计教学实训中心、中洋大酒店等项目并获得勘察设计协会相应奖项。

由吴亚舸,安永利,张维仁,安东亚撰写的文章《成都天府国际机场旅客过夜用房隔振结构关键技术分析》已在《建筑结构》2023年第6期刊登，欢迎订阅。

责任编辑：李会珍

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