突破多项国外垄断技术，全球建造难度最高，大兴机场只花4年完成

2019年9月30日，北京大兴机场就将要通航，从2015年9月开始建设，仅仅花费了4年的时间建成，创造了6项世界第一：世界规模最大的单体机场航站楼；世界最大的采用隔震支座的机场航站楼；全球首座双层出发、双层到达的航站楼；全球第一座高铁从地下穿行的机场；世界最大的无结构缝一体化航站楼；世界施工技术难度最高的航站楼；全球首创“激光导航+梳齿交换”式汽车搬运AGV机器人自动泊车！此外，新机场还拥有国内最大的地源热泵系统工程。

正是凭借着这么多项纪录，北京大兴国际机场被英国《卫报》评为“新世界七大奇迹”之首。

今天就让我们来了解一下它为什么会被称为奇迹！

大兴机场航站楼区南北长约1753米，东西宽约1591米，占地约4.05万亩，由旅客航站楼、换乘中心和综合服务楼以及停车楼三部分组成，共有4条跑道、150个机位的客机坪、24个机位的货机坪、14个机位的维修机坪、70万平方米的航站楼，旅客年吞吐量预计达到1.3亿人次，是世界规模最大的单体机场航站楼。

空中俯瞰北京大兴国际机场，在冬日暖阳的照耀下，放射状的屋面犹如“海星”，五个指廊就是海星的五个腕，而中央盘就是主航站楼，从主航站楼屋面最高处的50 米，到指廊端部的25 米，高低起伏的屋面如同连绵的山丘，带动着观者的每一寸心跳，“凤凰”造型也由此生成。

所以你就会发现，大兴机场不仅结构复杂、空间跨度大，而且在航站楼的正下方，聚集着高铁和地铁，有六条轨道横贯整个机场，被称为世界上施工技术难度最高的机场，建设高峰期时，仅主航站楼一天就有8000多名工人同时施工。

就拿大兴国际机场的屋顶来说，大兴国际机场航站楼拥有世界最大的屋顶面积，总投影面积共达34万平方米，大约相当于47个标准足球场。

投影面积指的就是阳光投射下来之后所形成的从屋顶到地面的阴影面积，这是衡量建筑规模大小的一个重要指标，也代表着施工难度的高低。

核心区屋盖钢结构采用空间网架结构体系，12300个球形节点和43500根杆件组成的巨大屋顶被设计成一个自由曲面，每一个杆件和球形节点的连接都被三维坐标锁定成唯一的位置，从而构成“凤凰展翅”的“大骨架”，由于这个“大骨架”呈不规则曲面，球形节点与杆件相连部分覆盖的玻璃幕墙形状，也各有其形。其难度堪称世界之最。

这也就意味着，屋顶所用的8000多块玻璃没有两块是一样的，玻璃采用节能型的铝网玻璃和彩釉玻璃两种。整齐排列的铝网根据屋面曲面变化有不同的角度，它们就相当于一块帘子，在每天最热的中午12点到下午2点时段，可以阻挡60%的热辐射进入室内，却不影响自然光线照射进来，保证航站楼核心区70%的区域都可以接受日光照射。

屋面要完成这样的设计施工难度可见一斑。工人们需要将12万多块漫反射板拼装成2万多块完全不同的装饰单元，来安装在世界最大的自由曲面屋顶。

从2017年9月到2018年12月28日，整个屋顶的建造用了1年零3个月的时间才完成了核心区金属屋面的安装，从主檩托、主檩条、次檩托、次檩条，到防潮隔汽层、装饰板钢龙骨、金属装饰板，13层结构组成的屋面，每一层施工都极为严格和复杂。

而且屋盖率先在世界上进行特强龙卷风“风揭”实验论证，在实验中屋盖板可承受60米/秒的风速，也就是说16级大风都没有将屋盖板吹坏。

北京城建集团大兴国际机场项目副经理刘汉朝表示：“以最上层的金属装饰板来说，这是新机场屋面能呈现出金色的关键，而由于这种自由曲面的造型，4万块的装饰板，每一块都是量身定做的唯一型号，一点儿错不得”。

大兴机场因为首次采用“双出发双到达”设计的航站楼。所谓“双出发双到达”，就是四层为国际出发区，三层为国内出发区，二层为混合流动区，同时也是国内到达区，一层为国际到达区。此外，地下区域服务轨道交通，其中地下一层是轨道交通的换乘中心，地下二层是轨道交通层。除了有机场线，这也是高铁下穿航站楼技术在全球的首次实现，届时，从航站楼正下方就能秒速换乘京霸高铁、廊涿城际、新机场快轨。（作为位于京津冀三角中心的新机场，还可以1小时直达天津、唐山、保定，2小时抵达石家庄、秦皇岛、济南，3小时到达太原、郑州、沈阳）当然这样的设计也增加了设计与施工难度。

如果要做到双进双出，那么就要妥善处理好行李系统与其他管线在有限空间内协调与排布问题。因为以往的工程中，管线间的交叉不可避免，航站楼工程如果没有一个有效手段，拆改量会很大。

而为解决高铁地下穿行带来的震动难题，一层楼板下面安装了1152套隔震支座等隔震体系，除了减少高铁、地铁通过航站楼所造成的震动，另一方面遇到地震时，航站楼的抗震设防烈度可达到8度。

采用这样的设计之后，如果不坐高铁的话，机场线沿途仅设草桥、磁各庄、航站楼三站，也是中国最快的地铁，时速达到160km，从二环到新机场只需30分钟，三环仅需19分钟！草桥站设置有城市航站楼可以办理值机手续和行李托运，然后行李直接被运往机场。

整个航站楼内还看不到一根柱子，从而有效节省了空间，这都是因为采用了8根C形柱的原因，作为支撑屋面的主要承重构件，8根C形柱有大有小，均由高强钢组成，其中小柱子重460吨，大柱子则有650吨，呈半包围形状的弯弧构件受力很大，4万吨的屋顶的受力荷载就完全依靠8根C形柱支撑。两根C形柱之间的距离有200米，中间的空间可以完整装下一个“水立方。这么做的好处是能把更多空间让位于服务旅客，所以支撑结构已经少到了极限。

而要让C形柱可以完美支撑整个机场，施工工人们必须严格控制钢构件的焊接精度，误差不能超过2毫米，一旦偏差太大就可能导致连锁反应，酿成不堪设想的坍塌事故。

为了保证绝对的精准度，工程师创新性地想到一个新方法，他们先在地面焊接部分组件，最后利用计算机操控200吨的起重机，精准提升至20-50米的高度，通过计算机操控让其精度也是毫米级。

最人性化的设计，当属这5条放射状的指廊，5个指廊四周分布着78个近机位，从航站楼中心步行到最远的登机口，也只需要8分钟。

而如此大规模的机场，设备安装也可以说十分具有挑战性，仅航站楼核心区，就涉及电气、暖通、给排水、消防等108套机电系统，需要安装24.7万台（套）设备、541间机房、1800千米的电缆电线、近73个标准足球场面积的风管，这样的机电安装规模是史无前例的，可以说超过了目前所有正在运营中的公共机场。

当然，它所带来的好处也是非常棒的，核心区屋面安装着3000盏LED节能灯，每盏灯都能根据人的需求调控亮度和开关，人来灯亮、人走灯熄，真正实现智能照明。

照明系统主要位于值机柜台以及商铺浮岛的上方，而且照明方式也很独特，灯光都是打向上方的。这是因为吊顶处安装了漫反射板，灯光打到漫反射板上再反射下来，可以达到传统灯具的照明效果。

大兴机场的跑道修建也颇具难度，大型机场的跑道，每天会迎来送往几百吨重的飞机从这里经过，飞机起飞时的速度在每小时500公里左右，这就要求跑道必须坚固耐用。

所以修建跑道是极为精细的功夫，要保证跑道路面经年不变形，不会出现高低不平的错台。如果错台大于2毫米，就极易引发起降飞机爆胎，引发空难。

为了确保跑道平整，工程师把整个跑道分成11967个施工点，再用电磁起重机将12.3吨重的夯锤提到8.3米高度，然后砸向地面夯实，每个点夯击的次数都经过精确计算，利用数字化施工监控，确保每一个点夯击到位以确保整个地基的坚硬程度完全一致，从而保证路面的平整，可以说这是个纷繁浩杂的工程。

另外，这也是中国首个“三纵一横”的跑道，跑道上的“一横”一改平行跑道的设计理念，能缩短飞机顶风北行后再折向南的距离，同时可以避免一架飞机起降，好几架飞机在空中盘旋等待的尴尬局面，理论上说，当各方条件具备时，这一条跑道，一个小时甚至可以放行超过60个离场航班。机场运行效率将大大提高。

大兴机场配备的精准的空管导航设备刷新了中国机场低能见度起降的新纪录，率先全国实现开航即具备平视显示器75米跑道视程（HUD RVR75）起飞和III类B仪表着陆系统运行能力。能够保障大兴机场在50米左右的低能见度条件下起降。

除此之外，大兴国际机场也引入了许多的现代高科技，目前航站楼内大部分区域已实现5G覆盖。同时协同航空公司配备了400余台自助值机和自助托运设备，自助覆盖率达到了80%，可以确保旅客在值机环节排队时间不超过十分钟。

大兴机场还重点建设了19个平台的68个系统，实现对机场全区域、全业务领域的覆盖和支撑，为旅客提供“刷脸”通行、智能安检、个性化导航、行李追踪等全新智能化出行服务。

比如这个行李追踪，大兴机场行李系统全面采用了记录行李身份信息的RFID技术，共安装了82套RFID识别设备，将有效提升机场和航空公司对行李运输信息的采集率和行李追踪的准确性，实现行李的实时共享和精准定位，让旅客行李不再丢失。

这里特别要提一下北京新机场将启用的这个全套的国产高速行李传输系统，此前，大型机场的行李处理解决方案，一直被国外企业垄断着，中国只能高价购买，中国工程师们历时8年，终于研发出了一套具有自主知识产权的高速行李传输系统，不仅速度更快，行李正确识别率也从原来的90%多，提升到了惊人的99%以上。

停车楼也将引入配智能停车楼，在国内机场里第一次引入机器人自动泊车、反向查车功能，提供4200余个车位。

车主只需要将车放在指定入口处，机器人AGV运用梳齿交换技术，通过激光导航，把车运送到车位，每个车位设有固定的梳型架，实现车辆的纵向摆放。除了梳齿型停车AGV，还有车板型停车AGV，车辆直接停在车板上，然后连车带板一起候在车位。

取车的时候也更加便捷，利用手机APP预约取车，提前两分钟到达指定地点，车就被机器人运送过来了。

如此庞大的工程，我们仅仅花了4年的时间修建完成并且实现通航，创造了建筑史新的奇迹，而这都要得益于我们科技的不断发展国力的不断提高。这样我们才能完成这样庞大的工程建设！