芦荻山收费站膜结构施工方案Word文件下载.docx
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膜面边界和内部布置了辅助膜面成形的边环索、联系索和谷索及膜面支撑索，这
些膜面索是荷载从膜面传递到支点的主要传力构件。
联系索在平面上呈连续的交叉形，相邻的联系索形成一个三角形，界定出一个膜面单元（见图1-4）。
图1-4索膜结构组成
钢索规格表
钢桅杆用钢量表
序号
截面
根数
总长（M）
重量（kg）
1
φ219×
12
51
125.45
7684.7
2
φ480×
30
77.94
25947.1
总重
33632kg
表中所列数据是单根桅杆材料统计，材质为Q345-B，结构共四根桅杆。
字体架用钢量表
φ168×
8
43
160.26
5059.0
φ273×
48
172.0
13285.5
18344.5kg
（2）膜面支点系统
支点系统是为膜面提供张拉支点的结构，包括两类支点：
◆膜外侧桅杆支点
由桅杆及相应下拉索（背索）、吊索、谷索形成的周边支点，共计8个，对应结构为8根桅杆和48根吊索、16根下拉索（背索）。
桅杆柱均向内侧倾斜。
。
◆悬索支点
在膜面谷索与边环索之间设置有限制膜面位移的联系索、膜面支撑索，每根谷索上均有两根联系索。
（3）膜结构各系统之间的联系
◆支点系统内部的联系
每一个桅杆和相邻桅杆之间设置连接柱顶的背索。
所有桅杆和与之相联系的背索、谷索、拉索以及少量必要的临时索可形成一个自成立且相对独立于膜面系统的的张力结构，使这些支点不会发生机构位移。
◆支点系统与膜面系统间的联系
每一个支点单元与一个膜面单元对应，膜面传力构件边环索、联系索、谷索、膜面支撑索均与相应支点连接（见下图）。
1.3本工方案所依据的主要规范、规程和标准如下：
规范标准及规程
相应国家标准
名称
编号
建筑结构可靠度设计统一标准
GB50068-2001
建筑工程抗震设防分类标准
GB50223-2008
3
建筑抗震设计规范
GB50011-2010
4
建筑结构荷载规范
GB50009-2012
5
钢结构设计规范
GB50017-2003
6
膜结构技术规程
CECS158:
2004
7
膜结构技术规程（上海）
DGJ08-97-2002
钢结构工程施工质量验收规范
GB50205-2001
9
建筑钢结构焊接技术规程
JGJ81-2002
二、工程特点、难点分析
2.1索膜结构
（1）膜面中部系统——钢字体重量大
依照招标图纸，中部的重量为14t，由于位于中部，造成安装困难。
（2）膜材材料新
材料新：
本工程膜材料根据建筑要求选择不同透明度的膜材，不透明膜材是PTFE，透明膜材选用ETFE膜材，不同膜材的使用使建筑具有良好的采光性，并能阻挡紫外线照射；
尺度大：
本工程膜面投影范围约1555平米。
◆关键问题：
Ø
膜面和索的预应力水平高：
PTFE膜预张力初始值为3.0kN/m，ETFE膜预张力由膜面索网等代为3.0kN/m，膜面谷索最大预拉力为174kN，边环索最大预拉力为1230kN，联系索最大预拉力为85kN，柱顶拉索最大预拉力为125kN。
由此引起背索最大拉力达729kN以上。
（3）膜材形状不规则
桅杆均交错排列，柱距、高度不一，使各膜单元虽形状相似，但尺寸无一相同。
膜面裁剪：
建筑外观要求膜面单元之间的公共边上的裁剪缝须对齐，由于膜面整体形状的不规则性，势必会使个别膜片的裁减损耗较大，要统筹兼顾经济性和美观性。
深化设计工作繁复：
每片膜，每两根索的夹角，每个节点均相似但不相同，且数量较大。
施工现场管理：
须确保放样准确和无差错，现场管理组织难度大。
没有典型或者有代表性的构件，施工控制需要测量的索力多。
（4）索膜系连续张拉结构
膜结构单元之间以联系索分界，属于柔性连接，张力是连续传递的，从而单元之间的相互影响较大。
而先期安装的膜单元又须具有一定的比较均匀的预应力，以便能够在相对较长的施工周期内具备一定的抗荷载能力，故需研究张拉施工对相邻单元的影响。
收费站膜结构屋顶的施工实质是对大尺度不规则连续柔性曲面进行高预应力张拉成形的过程。
2.2索膜屋面
（1）钢结构为大悬挑、空间不规则单层网壳结构
◆
钢结构呈空间不规则变化，没有规律可循，对构件的深化设计、加工制作及现场安装带来的不小的难度；
大悬挑又不规则的空间结构对现场测量定位带来极大的困难和不便，安装质量控制难度大；
大悬挑结构在安装过程中的结构稳定控制问题；
单层网壳平面外刚度差，安装过程中的变形控制难度大。
单层网壳结构要求连接节点为刚性的抗弯连接，节点连接方向多、角度不一，对节点形式的选择带来了前无所有的挑战。
2.3工程自身及环境因素
（1）规模巨大，周边复杂；
施工机械选型及平面布置难度大
本工程体量大，单个承台面积大，跨度超大；
索膜结构施工时下部土建结构已经施工完毕。
（2）体型特殊、变形复杂，施工阶段稳定及质量控制要求严
◆关键问题
本工程体型特殊，且刚柔并济，施工阶段结构尚未成型时的稳定及变形控制是个很大的难题，需要得到足够的重视，施工方案编制需要全过程结合稳定、应力及变形三个关键问题展开，从而确保施工质量。
三、索膜结构工程施工总体部署
3.1施工条件及要求
3.1.1现场施工条件
根据现场踏勘，索膜结构具备施工时的现场条件如下：
◆+7.4m及其他墩台完工；
◆所有墩台结构预埋件施工完毕；
◆墩台砼强度达到设计要求；
3.2施工总体技术路线
3.2.1总体技术路线
通过对招标文件和图纸的细致学习和深入理解，结合现场踏勘情况，综合考虑总承包的重要要求，我们从工程总体的大局出发，制定了对其他专业施工影响最小、工期、质量、安全可保证的施工方案，其总体技术路线可描述为：
以土建交付顺序为依据，索膜结构前后并进、合理搭接；
膜结构先支点后膜面两阶段施工。
3.2.2索膜结构施工技术路线说明
通过对招标文件和图纸的细致学习和深入理解，经对比、总结分析，我们认为，按照传统的施工方法（对钢索进行张拉也即对支点进行张拉）存在以下几个缺点：
◆不能完全替代对膜面的张拉
◆代价较高，需要施以较大的张拉力
◆膜角部安全难以控制
◆对支点张拉之前，膜面无法具有均匀的预应力，对施工期膜面安全不利。
基于以上认识，我们针对本工程膜结构施工，制定了两阶段安装的的技术路线。
3.2.3两阶段安装具体说明
◆阶段一：
膜面支点系统施工
为膜面系统安装预备所有支点，使各个支点坐标到达设计位置的允许范围。
如前所述，这部分构件加少量的临时缆索可以构成一个相对独立的张力结
构。
第一步：
先临时固定中桅杆和外桅杆，围绕桅杆搭设脚手架至墩台顶端。
第二步：
连接所有的吊索、下拉索（背索）和谷索。
第三步：
安装临时缆索。
第四步：
以桅杆脚手架为作业平台，分段同时张拉每一根桅杆顶6根吊索及背索，谷索、边环索会被动产生一定内力（见图2-2）。
此时联系索的内力较结构恒载时谷索的内力低。
在张拉过程中逐步拆除第一步中的临时保护措施。
图2--1拉索应力分布图
图2-2一阶段结束时各索应力
（a）其它桅杆支点
此部分构件只能和膜面系统平衡，此阶段先临时固定，并以设计长度连接联系索。
◆阶段二：
膜面系统施工
利用可调节的膜节点沿膜边界张拉膜面，先沿联系索和谷索初步张拉，再沿边环索、膜边索完成最后张拉。
使膜面应力和膜面支撑索内力同步增长至设计要求的预应力水平。
此时膜面的张力会通过膜面支撑索传递到支点系统的各结构索上，与第一阶段时的各索力叠加使这些结构索最终达到结构恒载时的内力水平。
这一阶段需使膜面的张力分布、背索及拉索的张力分布、各支点的位移与结构恒载时以上各项在允许限度内吻合。
（a）联系索、谷索、边环索吊挂
各索按照设计截断长度安装，此时各索只存在自重产生的内力。
（b）吊挂展开膜片并张拉
膜面的张拉需要考虑以下几各因素：
膜面张拉需等到相关单体施工完毕之后方能进行。
（c）检测并调整
测量膜面应力及背索及拉索力，通过调整背索和拉索使各检测项达到允许范围内。
必要时可调整联系索。
同时测量各支点位移。
四、施工平面布置
1、施工总平面布置
根据本工程规划总平面图及具体地理位置，周边环境以及现场勘察资料，本着实现文明施工、安全节约原则，对该工程、临时设施、堆料场等作如下安排。
（附后）
2、施工用水用电计划
（1）、施工用水设计
根据本工程工程量、所需劳动人数、施工机械等情况，对施工用水仅安排施工人员的生活用水。
（2）、施工临时用电计划
现场临时用电采用TN—S系统（三相五线制），根据施工机具设备容量，本工程施工总用电负荷为：
P1（电动机）
PΣ=1.05×
[K1————K2P2（焊机）×
1.1]
COSФ
141.5
=1.05×
（0.5———+0.5×
167）×
1.1
0.75
=160（KVA）
1）施工用电用三相二制，由总电源配电柜为
、
两个回路控制现场各用电设备。
回路供安装钢结构焊接用电；
回路供日常生活用电。
2）建设单位引入施工总配电柜电源线铜芯塑料线BX-3×
150+1×
120mm2。
3）安全用电技术措施
在临时配电房处设置一组重复接地装置，接地电阻应小于10Ω，以实测为准。
总电源低压配电柜两端应与重复接地线及保护零线做好电气连接。
保护零线除必须在配电房处作重复接地外，还必须在配电线路的中间处和末端处做重复接地，作防雷接地的电器设置必须同时作重复接地，防雷接地与重复接地具有一组接地装置。
1.发电机应采用三相四线制中柱点直接接地系统，接地装置应单独设置，接地电阻应小于4Ω，以实测为准
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