郑州大学综合体育场看台膜结构罩棚施工技术

1、郑州大学综合体育场看台膜结构罩棚施工技术:Comprehensivestadiumlocatedinzhengzhouuniversityzhengzhouhighandnewtechnologydevelopmentzone,andengineeringcoversanareaof31756m2,withatotalconstructionareaof10657m2,dividedintothegroundfloor(localfourlayers),designspectator18500seats,theupperdesignfornewstructureskeletontypecove

2、ringmembranestructure,anareaofabout5300m2.Thispaperintroducesthestructureoftheconstructionprocessofthemembranecoveringkeytechnology,keypoint,wereintroducedforsimilarstadiumgrandstandofdesignandconstructionforreference.Keywords:coveringmembranestructure,skeleton,andkeytechnologypoints1、工程概况郑州大学综合体育场看

3、台罩棚设计采用结构新颖的骨架式10膜结构，下部主体结构为钢筋混凝土框架结构，上部罩棚由11根倒三角形主桁架和20根次桁架及拱杆、斜撑杆组成。整个罩棚由18个组合柱与下部主体结构通过较接连接。11根主桁架之间用20根横向连续次桁架和拱杆连接起来，将膜面自然分成个拱形膜单元，其中最长一根桁架长38.54m,悬挑长度为25.50m,桁架间最大间距为21m,最外侧悬挑一跨，上面覆盖白色PTFE膜。效果图如图1所示。图1郑州大学综合体育场效果图图整个罩棚呈月牙形，犹如一只洁白的贝壳，又如一只展翅的巨鸟，轻盈通透。白天阳光透过膜面产生自然漫射光，保证看台上观众不会产生丝毫压抑感，夜晚开启场内灯光系统，五彩

4、的透过膜面，更是能影射出梦幻般的奇异效果。一、施工技术1、施工工艺郑州大学综合体育场看台膜结构罩棚施工工艺为：施工部署现场复核测量桁架地面拼装主桁架后半段吊装安装次桁架吊装安装主桁架前半段吊装安装（待所有主桁架后半段和次桁架安装完后）拱杆、斜撑杆安装膜安装准备、拉绳网膜包就位膜包展开、临时固定膜张拉固定清理现场竣工验收2、施工要点膜结构施工安装又可分为钢结构安装和膜安装两个阶段。为了保证膜面张力，避免膜面

5、应力不均产生褶皱，对钢结构安装精度误差要求必须控制在土5mm以内。为了保证钢结构安装精度和安全施工，钢结构主桁架采用分段吊装安装，空中对接。钢结构主桁架安装、膜张拉安装和膜面张力控制为本工程的几个难点。（ 1） 钢结构安装张拉膜结构的支承可分为刚性边界和柔性边界。支承结构安装误差的大小，不仅直接影响建筑的外观，还影响结构内预应力的分布，严重者将影响结构的安全性。通常钢结构工程采用地面构件拼装，再进行整体吊装。考虑到本工程构件大，支座采用铰接连接方式，又是高空作业，为了安装方便，又能保证安装精度，对长度超过30m的主桁架，采用分段吊装安装。以主桁架1安装过程为例，桁架总长38.5m,桁架高1m2

6、.4簿单极桁架重达18T,见图2所示。图2主桁架ZHJ-1图施工现场将主桁架在胎架上进行拼装，分为前后两段，前段为悬挑段重约7T,后段为与柱子连接段，重约11T。桁架上、下弦杆分段处位置错开，切避开腹杆拼接节点处，然后将四根钢柱支腿与桁架后半段连接好。吊装准备好后，将桁架后半段吊装就位，测量矫正位置，使支腿与支座对接，插上销轴。为了保证侧向稳定性，桁架下方设置井字架作临时支撑，托住桁架两根上弦杆，在两侧各加两道揽风绳。主桁架后半段吊装示意图见图3。图3主桁架后半段吊装示意图此时桁架竖向力大部分由支座承受，侧向力由井字架作临时支撑和揽风绳承受，构件处于稳定状态，保证安全状态下，松开吊钩。继续第二

7、板桁架吊装，待第二板桁架安装完成后，进行跨中次桁架和拱杆安装，依此反复，安装其他主桁架后半段和次桁架。所有主桁架后半段和次桁架安装完成后，即形成了一个整体稳定结构，最后进行主桁架前半段对接安装，主桁架前半段吊装示意图见图4。吊装就位时，为了调整桁架倾斜度和垂直度，借助两根手拉葫芦，通过调整导链长度进行调节倾斜度和垂直度。调整好后，安装临时连接板固定，矫正后满焊固定。图4主桁架前半段吊装示意图（ 2） 膜张拉安装膜张拉安装前，先复核支承结构的尺寸，使每个控制点的安装误差均在设计和规范允许的范围内；检查膜体外观是否有破损、褶皱，热熔合缝是否有脱落，螺栓、铝合金卡件有无拉伤或锈蚀，索和锚具涂层是否破

8、坏。安装绳网，作为膜展开时的依托。本工程绳网材料采用小14晴纶绳。在每个膜单元中，纵向每隔4.5m弦拉一道绳索，绳索两端通过绳索紧绳机与桁架上钢结构紧密相连；横向同样每隔4.5m弦拉一道绳索，绳索一端与东端钢结构相连，另一端通过绳索紧绳器与西端钢结构紧密相连。绳网安装结束后，通过绳索紧绳器对绳索施加足够的力，为膜展开提供一个尽量平滑的展开面，避免膜面在牵引过程中与钢结构过多接触，造成膜面的损坏或污染。见图5安装绳网示意图。图5安装绳网图6膜展开示意图膜面展开前，注意收集展膜期间的气象信息。展开过程中要密切注意风向和风速，避免膜体发生颤动现象。当天风力大于级（风速大于8.2m/s）或大雨天要及时

9、停止施工，并采取相应的安全防护措施，按膜展开示意图要求的顺序展开膜体。膜展开示意图见图6。打开包装前应校对包装上的标记，确认安装部位，并按标记方向展开，尽量避免展开后的膜体在场内移动。当膜布展开后，为防止大风等恶劣天气造成膜面的损坏，应立即安装反绳网，反绳网拉设时纵向每隔8米弦拉一道。当膜面被牵引到距最终位置80cm远时，将铝合金卡具Faster穿到膜边上，再次利用紧绳器（紧绳器数量可根据膜面松紧程度决定，一般情况为每间隔1m设置一个夹具）。调整膜布周边，使膜布中心位置与钢结构中心位置、膜熔接热合线与拱杆位置相一致，膜边牵引到位，用M12不锈钢螺栓将铝合金卡具Faster与刚结构上的支撑卡件连

10、接固定，如图7。图7膜边固定3、膜张力控制膜面安装完成后，进行膜面的张拉工作。张拉成型是整个膜结构工程施工的重要环节，施工项目能否取得效果，取决于张拉是否满足设计要求。根据支承边界不同，控制膜张力方法也不同。当支承结构为刚性边界时，预应力的施加要通过特殊的构造来实施。对于柔性边界，可通过调整撑杆的位置来调节预应力的大小。本工程边界属刚性边界，本工程膜面设计张力值为200kg/m，根据工厂对该项目使用膜材（美国圣戈班PTFE膜，规格型号为SF-V）试验得出的伸缩率，计算出膜裁尺寸，施工过程中只需将膜张拉到位，螺栓固定即达到理论设计张力值。为了便于更精确施加张力，本工程铝合金卡件巧妙的设计成可调节节点，即通过适当调节螺帽松紧，调节张拉应力大小。张拉时需两边对称同时进行，膜面张拉的程序必须是重复性的，直到的膜面的应力达到设计的要求。施工安装完毕后，通过拍击膜布发出的声响和膜面专用应力测试仪器进行检查，膜张力与设计