看台膜结构施工银奖|横店影视城梦幻谷“暴雨山洪”看台膜结构

项目名称：横店影视城梦幻谷“暴雨山洪”看台膜结构

建设地点：浙江省金华市

竣工时间：2012年8月

获奖等级：施工银奖

获奖单位：宁波万豪空间结构工程有限公司

一、工程概况

  梦幻谷“暴雨山洪”看台膜结构工程位于东阳横店镇内。建筑面积约为6600㎡，为国内较大的彩色膜结构工程。看台钢结构屋面的几何形状呈扇形，以结构立柱横向为分界线，共划分为两大部分：前半段为悬挑结构部分，后半段为“V”型支架结构部分。前挑结构主梁采用桁架形式，侧向用弧管连接，其中主梁最大悬挑长度为32米。后半段次梁采用前半段桁架纵向延伸以“V”型支架的形式固定在看台预埋的牛腿上。

梦幻谷“暴雨山洪”看台膜结构

  该工程由宁波万豪空间结构工程有限公司进行设计、制作及安装，工程于2012年8月竣工。

 二、结构体系

  梦幻谷“暴雨山洪”看台为骨架支承式膜结构。骨架钢结构由15榀主桁架和154根弧管组成，采用圆钢管制作。

  主桁架总长为62.5米，悬挑部分为32.7米，其主要承受轴向力为主，桁架上又以圆管作为拉杆连接在立柱上，从而减小梁端位移，使桁架能更好的发挥它的功能。主桁架支承着整个结构的大部分重量，同时也作为膜材的固定边，使膜与钢能紧密的连接在一起。

  主桁架之间用弧管连接，弧管起着调整各主桁架间的内力分配，同时作为主桁架的侧向支撑，传递侧向水平荷载、提高整体结构的稳定性。弧管呈矢高1m~1.5m的拱形，能更好的支撑膜面，使之更具备自排雨、雪的功能。

钢结构骨架

  膜结构部分总共由28片膜材组成，每片膜材都采用M10不锈钢高强度螺栓固定在主桁架上，膜片与膜片交接处用25cm宽的防水膜热合在一起，使整个屋面系统连接成一个整体，达到实用、稳定、美观的设计要求。

结构平面图

结构立面图

结构轴测图

节点详图一

节点详图二

主桁架大样图

三、技术措施

3.1 结构设计 

1. 计算简图

  该工程膜结构及相应的支承结构，均是以内部主体结构为承载体，通过膜体及相关的结构支承。选用3S3D11.0设计软件进行分析，计算简图见图II-19-8。考虑恒荷载0.01KN/ m2，风荷载0.55KN/m2 ，雪荷载0.35KN/m2 ，活荷载0.3KN/m2。

计算简图  (圆表示支座，数字为节点号)

2．膜应力及验算结果

  膜材强度设计值按第一类荷载效应组合验算取 20.0MPa，按第二类荷载效应组合验算取  40.0MPa。  

3.2 钢结构技术措施

1．工程的特点

  ⑴ 看台屋面结构为国内较大的彩色膜结构工程，钢结构为异形空间结构，钢柱呈扇形分布，对测量的精准度要求很高，大大增加了吊装难度。而膜结构恰恰对钢结构吊装的误差范围极为敏感，误差偏大，极可能造成钢、膜不符的情况发生。

  ⑵ 钢结构距离地面最大高差达35m，同时由于现场条件无法满足满堂脚手架的搭设，这也大大的增加了膜结构的施工难度。

2. 总体施工流水和总体部署

  横店影视城梦幻谷暴雨山洪看台膜结构工程主体钢结构分为15榀主桁架， 扇形布置，屋面呈马鞍形高低起伏，主桁架檐口最高（+35m），综合各方面因素，如构件重量，安装半径，安装过程中的结构稳定及抗风载能力等，将主体结构分为竖向构件（预埋件、主结构柱、“V”型支架），径向构件（悬挑桁架、弧管）。除预埋件为散件安装外，其余均在地面制成单元整体吊装。为了保证施工阶段结构的稳定和安全，根据制造、起重工艺和设备能力，确定了在预埋件安装完毕后，主结构柱与“V”型支架先行流水吊装，次梁延长桁架与主梁悬挑桁架按单元综合吊装的总体施工流程。

  根据工程实际情况研究了总平面布置，即“V”型支架、次梁延长桁架集中于看台外侧制作，主梁悬挑桁架、马道在看台内侧制作。这样可以加快主、次梁桁架的制作速度和便于拼装。

3. 节点安装形式

  设计合理的节点安装形式，不仅是确保工程质量的关键，也是提高功效，缩短工期的关键。针对该工程中大量的管管相贯节点以及管球节点，形式多样且施焊要求高的特点，对安装节点的功能作如下分析：即满足结构施工阶段和永久阶段的受力要求，可承受和调整结构在施工过程中因温度、结构变形等各种因素造成的累积误差，方便构件吊装时的临时定位，确保焊接质量和主梁悬挑桁架的顺利吊装。在节点焊接过程中把焊缝分为临时固定焊缝和永久焊缝两类，既利于吊装过程中的快速定位，又使永久焊缝的施焊有充裕的时间和较好的操作条件。

4．次梁延长桁架与“V”型支架的节点形式

  次梁延长桁架与“V”型支架的节点形式为管球节点，整个管球节点是钢屋盖结构中最关键的构件之一，与“V”型支架呈单幅式三角形。其下部“V”型支架与预埋牛腿连接，径向次梁桁架与主立柱连接。其中，焊接空心球与“V”型支架节点先作为临时固定焊缝使用。

  由于该工程的外形特殊、桁架悬挑跨度大、节点汇交杆件多，采用普通的管管相贯节点根本无法满足设计要求，因此在这些节点处采用焊接空心球节点。该节点汇交4根杆件，杆件数量多、直径大，其中最大杆件的直径为500mm，节点的几何形状如下图所示。该类型节点由于钢管根部与球面相连，空心球表面为钢管焊缝提供了更多的施焊空间，这也是选择焊接空心球作为临时固定焊缝使用的原因。

焊接空心球节点

5．工程测量与校正

  该工程整个平面轴线以中心呈扇形布置。钢结构吊装是在15根主结构柱径向主轴线的混凝土平台上进行，结构柱的高度相同，主、次桁架檐边高差+10m。

  测量定位的总体思路是先整体后局部，首先建立平面施工控制网和高程控制网，对观测结构进行平差，以消除误差，然后进行细部放样。

  为了简化复杂空间三维坐标的工程测量，以一个圆心点和三十个主、次梁桁架梢部设计投影点位基准，以一个平面控制网和三十个径向平面组成测量控制系统，即以平面代替三维空间，来达到精确、快速的测量定位。并选用高精度全站仪，采用简便有效的吊装单元校正工艺和逐级趋近的精度控制方法，消除累积误差以及混凝土结构不均匀沉降、位移等对钢结构安装不利的影响。

3.3 膜结构技术措施

1．单层屋面膜结构施工工艺流程

  该看台膜结构工程共分为28片膜材组成，按结构立柱间隔分为14个大单元，每个大单元分为2个小单元。每片膜材的固定节点都采用铝合金压板形式，再使用不锈钢螺栓紧固。

  膜结构的施工总体流程为：施工平台搭设→布置膜下绳网→膜包就位于展开位置正下方→膜包吊运至结构屋面→膜包展开→布置膜上防风绳→周边临时固定→膜面周边固定→膜面张拉调整。

2．针对该工程膜结构特点采用的特殊措施

  由于主体钢构最高达35m，致使膜结构的安装不得不在高空进行，同时由于现场条件无法满足满堂脚手架的搭设，这也大大的增加了膜结构的施工难度。

  针对现场作业条件考虑使用悬挂脚手架的方案。焊接式挂架利用端部的挂钩直接悬挂在钢结构连接板的位置。焊接式挂架现场安装时必须保证挂架与地面垂直，挂架内、外两侧各设安全防护绳, 每隔五个挂架拉一对防晃纤绳与二次部材筋板拉结，防止摆动。

作业平台安装步骤如下：

  ⑴ 准备：作业人员系双绳安全带及适当长度的小绳登至钢管梁上，将安全带在膜压装底板上可靠种根，人员移动时必须交替移动双根。用小绳将吊物用的滑轮及大绳一端提上梁面，滑轮固定于压装底板上，大绳绕过滑轮并将绳头送至地面。

  ⑵ 挂架安装：逐个测量各挂架处的相关尺寸并用对讲机通知地面加工人员立即按照需要尺寸对挂架进行最后加工；用滑轮装置将对应挂架送至安装位置。

  ⑶ 木板铺设：按照相邻挂架的间距及坡度需要选择木脚手板并在其两端绑好三米左右的短绳，用滑轮装置将木板送到梁上，两名安装者分别拿住木板两头的短绳将木板平稳放置在两个挂架上，如此并排放置两块木架板后安装者下到板面上用铁丝将木板绑固在挂架上。重复以上步骤逐步推进直至整条脚手架铺设完成，使挂架结合成一个整体，从而延拱架形成通长的安全通道。

  ⑷ 护栏及防晃纤绳安装：用插接方式加高挂架外侧立管并在立管上用大绳绑固两道护身安全绳；每隔五个挂架拉一对防晃纤绳与二次部材筋板拉结。

  ⑸悬挂作业平台搭设完成后由安全员检查确认合格后才可正式使用。

挂架安装示意

四、经济技术指标

  该工程结构总用钢量372.02t。

主要材料表

五、工程照片

看台竣工后

  以上就是横店影视城梦幻谷“暴雨山洪”看台膜结构的相关介绍，如果大家有更多膜结构工程方面的问题，可以联系万豪咨询哦，定能给你一个满意的答复。