近年来各种大面积的体育场馆、机场航站楼在全国各地大量兴建,建筑屋面的造型也是丰富多彩,这些建筑往往规模宏大,但随之也带来了大屋面雨水排水系统设计和结构联合受力的问题。本文以重庆江北国际机场T3A航站楼工程为研究背景,该工程将屋面排水系统的虹吸雨水管内置于钢管混凝土柱,通过对钢管柱及虹吸雨水管的安装进行施工期力学性能分析及施工工艺研究,为确保施工安全及施工质量,具有重要意义。本文研究工作的主要内容及成果:(1)对钢管柱、虹吸管、混凝土原材料的选材进行控制,对钢管柱与虹吸雨水管的连接构造设计进行分析,以确保机场结构完工后的整体安全性和使用功能。(2)利用有限元软件ABAQUS 6.12、MidasGen800,对钢管柱吊装过程中汽车吊行走在楼板上的不同施工工况进行了模拟,分析了钢管柱吊装过程中结构的安全性能。得出结论:对于汽车吊在楼板行走的施工工况下,行车路线上的大跨度与后浇带位置,可以采用铺设路基箱或钢平台梁的做法来达到荷载的扩散分布,满足结构的施工安全,同时可为相关工程施工期力学性能分析提供技术保障与借鉴。(3)利用有限元软件ANSYS对钢管柱安装过程中的受力进行了模拟,分析空钢管柱的吊装变形与应力分布规律,进一步分析验证钢管柱吊装过程中的安全性能。得出结论:在钢管柱吊装过程中,合理的加固措施与吊点设置可很大程度降低钢管柱施工期的受力与变形,大大提高施工的安全性能,为工程实践提供一定的参考依据。(4)通过对钢管焊接工艺进行研究,发现加强钢管柱的制作过程品质管控,可以有效减少安装过程中出现隐患的几率,保证钢管柱吊装及管内混凝土泵送顶升过程中的柱身安全和完整性。通过研究虹吸雨水管排水系统的设计和管材要求发现,提高管材密闭性及吸收震动等特性,可保证排水系统正常、安全、可靠、长久地工作。(5)针对钢管柱内置虹吸雨管的施工过程,结合施工过程中的关键技术研究发现,在汽车吊行车吊装过程中,合理的行车路线布置可最大程度地保障施工期结构的安全性能;采用建立分级控制网的技术措施,可大大降低测量过程中的误差累积;对钢管柱与虹吸管进行联合安装的设计研究,有效保证了施工安全和安装精度;通过对混凝土的浇筑施工技术研究发现,良好的混凝土性能设计和泵送方案、验算,在浇筑过程中可有效提高混凝土的流动性、和易性及施工安全。