曆時四年的建設，拉薩貢嘎國際機場T3航站樓于2021年6月30日通過非民航專業工程驗收。這座總投資額達39億元的高海拔機場航站樓，宛如一朵盛開的雪蓮，向世人揭開了神秘面紗。

拉薩貢嘎機場T3航站樓設計總負責為北京中航築誠機場建設顧問有限公司。奧雅納為該項目提供結構及機電全過程工程設計。憑借豐富的國際項目經驗、先進的技術手段，奧雅納的小夥伴們成功應對複雜多變的氣象及地質條件，實現項目的超高品質追求。

藏地蓮花盛開雪域高原

貢嘎機場坐落于壯麗的雅魯藏布江南岸，自1966年建成通航以來，肩負大量人員及物資進出藏區的運輸任務。貢嘎機場海拔高度3569.5米，是世界海拔最高的機場之一，也是全球規模最大的高高原機場。在此次改擴建工程中新建的T3航站樓，總建築面積達8.8萬平方米，新增機位站坪21個，将在2025年實現吞吐旅客900萬人次。

航站樓外觀設計充分吸收藏文化元素，從整體建築形态到入口門頭、兩側結構柱、屋面挑檐及吊頂設計，處處體現濃郁民族特色和設計師的獨具匠心。高空俯瞰，航站樓宛如盛放的雪蓮花瓣，正面觀看，純白屋檐又像一條飄揚的哈達，迎接八方來客。

業界前沿的結構工程技術

為高原機場保駕護航

在雪域高原建設一個現代化的“四型機場”受到諸多條件的限制，包括：高原上稀缺的勞動力、複雜的氣候和地質條件、本地有限的建材生産能力、材料較長的運輸周期以及就地取材的可能性。

奧雅納的工程師們在設計的全過程中充分考慮上述高原機場的設計難度和特點，應用業界最前沿的工程技術進行分析，實現了在工程條件極為苛刻、建築材料供應有限的高原上建成了一座充滿了“黑科技”的現代化高原機場。

拓撲優化技術實現高效傳力途徑

拉薩貢嘎機場中心區屋面由四片狀似蓮花的曲面組成，奧雅納團隊采用拓撲優化技術分析了中心區屋面的最佳傳力路徑。并按照優化後的傳力途徑采用簡潔且方便施工的桁架結構，與下部的樹形柱形成整體中心區屋頂結構體系。

設計團隊研究結構受力特點，對單榀桁架進行了仔細設計。主桁架中間跨度區域形成V形流線設計，使主屋面桁架承受的部分重力荷載以軸力的形式傳遞到框架柱，顯著降低結構用鋼量。桁架高度結合建築造型，屋面不同位置的主桁架設計采用相同邏輯和近似的結構布置，為結構加工和安裝提供方便。

智能算法實現多變量最優化

航站樓中心區結構平面尺度大，形體不規則，構件個數多，每個構件對結構扭轉周期比的敏感程度各不相同。在結構設計時，須保證足夠的扭轉剛度，以防止地震時建築物由于扭轉産生較大的結構損傷。如何用最小代價把結構的扭轉周期比控制在限值内，成為擺在工程師面前的難題。

奧雅納團隊采用智能算法，将每個構件的截面尺寸設計成優化問題中的設計變量，把扭轉周期比作為優化問題的目标。通過優化算法自動叠代，計算每個構件對優化目标的敏感程度，自動搜索到最佳調整方案。

結合拉薩本地有限的建材

實現超長結構設計

拉薩地區混凝土材料供應難度較大，本地無生産C50以上混凝土的能力，并且缺少超長結構必備的粉煤灰等外加劑。然而拉薩機場中心區混凝土主體結構長度約350m，且不設置抗震縫，屬于對設計和施工要求極高的超長結構。

設計中奧雅納的小夥伴們對本地取材的混凝土粗骨料和替代添加劑提出了相應設計要求，并針對溫度效應以及混凝土收縮、徐變進行了詳細計算。同時，航站樓在構造上采用了設置膨脹後澆帶、優化混凝土配合比、合理化施工順序等方式，綜合解決了超長結構帶來的開裂問題。截至項目竣工驗收時，無混凝土樓面開裂的情況出現。

▲樓闆溫度應力分析

新穎的雙節點向心關節軸承設計

中心區鋼結構屋面僅由12根分叉柱支撐，每個分叉柱由上部四根梭形柱和下部鋼管混凝土柱組成。為減小柱子尺寸，工程師采用上下兩端均鉸接的梭形柱，塑造輕盈飄逸，生動活潑的建築效果。為解決分叉柱受力太大的難點，團隊與專業軸承生産廠家合作，結合項目情況确定轉動軸承的設計參數。考慮到該向心關節軸承受力需求高，奧雅納在設計中與施工單位中建八局及同濟-寶冶全方位加載實驗室配合，進行1：1節點試驗。其中，節點包括厚度200mm的Q420GJC中耳闆、向心關節軸承和鑄鋼雙耳闆。該節點的荷載為沿銷軸徑向加載14750kN，沿銷軸軸向加載1475kN。試驗結果良好地驗證了該軸承設計的可靠度。

多腔鋼管混凝土矩形柱的應用

為控制整體結構的扭轉剛度，并支撐跨度最大的屋面結構，設計中在對結構受力和抗扭剛度貢獻敏感度最大的位置設置了兩根2.8mx3.8m的大尺寸多腔鋼管混凝土矩形框架柱。為控制混凝土徐變，設計中采用了奧雅納在北京中信大廈、财富金融中心和天津高銀117等項目中成熟發展的多腔體構造技術，确保了關鍵結構的安全性和可靠性。

環境友好的機電系統設計

低碳節能的可持續設計理念

相比平原地區，“日光之城”拉薩日照時間長，晝夜溫差大，夏無酷暑冬無嚴寒。航站樓空調系統在夏季充分利用室外新風降溫，輔以局部區域中央空調調節室内舒适性，最大限度地減少制冷機組和水泵的開啟，減少運行能耗。照明系統設計配合建築造型，充分利用自然采光，減少用電。

▲IES 能耗模型

▲全年負荷逐時負荷

應對高原空氣密度低、溫度變化大的不利影響，工程師設計加大空調通風系統風量，滿足室内舒适度。我們亦對高低壓電器進行了耐壓、絕緣、額定電流校驗，根據環境條件選擇适合的電線電纜敷設方式以及工程的防雷接地措施，保障工程進度和質量。同時，在機場高大空間，結合值機島、商鋪等房中房設置空調送風口側向送風，僅處理人員活動區的熱量而非整個高度空間的熱量，達到節省空調運行能耗的作用。

基于三維設計平台的結構

– 機電一體化設計

航站樓屋面蓮花狀内凹造型及屋面下部複雜的鋼結構支撐系統，加大了排水和雨水管道安裝難度。奧雅納工程師将每根雨水管細化到REVIT及BIM圖中，仔細核對鋼桁架，保證雨水管的妥善安裝。考慮到冬季降雪對屋面荷載的影響，屋面雨水溝内還設置了天溝融雪系統，保證極端天氣屋面積雪順利排除。

▲ 屋面等高線

▲ 桁架内雨水管路由

▲ 天溝内融雪電纜

▲ 融雪電纜控制單元

在機場高大空間中，設計團隊結合值機島、商鋪等房中房，設置空調送風口側向送風，僅處理人員活動區的熱量，節省了空調運行能耗。

面對高大、複雜的航站樓空間，除常規消防系統設計外，奧雅納通過消防專題研究，根據建築布局和消防策略劃分的防火單元，制定消防措施及疏散策略；根據燃燒材料特性，評估疏散時間、疏散方式并設置對應的主動、被動消防設施。

▲ FDS煙氣模拟

▲ MassMotion疏散模拟

▲ 利用登機橋作為安全出口

結合高原特殊地理位置和氣候特點，航站樓機電系統為旅客創造了安全可靠，又舒适宜人的機場環境。奧雅納的工程師們秉承低碳、節能及可持續的設計理念，竭力保護高原脆弱的生态環境，使“聖潔的雪蓮”開放得更加持久、絢爛。

項目負責人：

劉鵬（奧雅納董事及院士、北京辦公室負責人）

程煜（副董事）

徐曉晖（副董事）

蘇國柱（副總工程師）

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