[上海]展览中心膜结构及阳光谷钢结构施工方案.docVIP

PAGE PAGE 5 世博轴及地下综合体工程 膜结构屋顶及阳光谷工程 施 工 方 案 世博轴及地下综合体工程 （膜结构屋顶及阳光谷工程） 施工方案 由于目前设计图纸及模型还未最终确定，故无法进行深化设计及工况计算等工作，尤其是外桅杆的最终确定，所以本方案仅根据现阶段掌握的信息编制，后期将逐步跟进、完善。 工程概述 工程概况及对结构的理解 世博轴及地下综合体工程（以下简称“世博轴”，见图1-1），位于浦东。南北长1045m，东西宽地下99.5m~110.5m，地面以上宽80m，基地面积130699m2，总建筑面积227169 m2，其中地上建筑面积42877 m2，地下建筑面积184292 m2。由-6.5m，-1.0m，4.5m，10m标高的平面及膜结构屋顶组成，并设有6个特征标志性强的阳光谷以满足地下空间的自然采光，阳光谷顶端与膜结构顶棚连结 图1-1 世博轴及地下综合体工程（膜结构屋顶及阳光谷工程）效果图 图1-2 工程概况 本 工程监理包括膜结构屋顶和六个钢结构单层网壳“阳光谷”。 膜结构 膜结构屋顶采用连续张拉结构，包括膜面系统和膜面支点系统两个主要方面。 图2-3 索膜结构效果图 总长度约840米，最大跨度约97米，总面积约64000 m2。膜采用聚四氟乙烯（PTFE）涂层的玻璃纤维织物。 （1）膜面系统 膜面系统是整个世博轴建筑形象的主要组成部分之一，膜面南北（沿1-0～5-13轴）长843米，东西（沿A～J轴立面）最大投影宽度102.6米，总展开面积约64000 图1-4 索膜结构组成 （2）膜面支点系统 支点系统是为膜面提供张拉支点的结构，包括四类支点： 膜周边桅杆支点 由外桅杆及相应背索形成的倒锥形膜面的周边支点，共计31个，对应结构为31根外桅杆和62根背索。外桅杆柱均向外侧倾斜，呈两排布置，柱脚分别位于土建B轴和J轴上，排距88米，柱距33米～77米不等（最大处77m在磁浮车站附近）。柱顶即支点标高靠近磁浮车站的2处为39米，2号阳光谷南侧和3、4号阳光谷北侧的3处为18米，其余为36米。 膜锥底下环支点 由固定在中桅杆下部的下拉环形成的倒锥形膜面的锥底支点，共计19个，对应结构为19根中桅杆和相应钢环及上下吊索。中桅杆均垂直地面，柱脚呈两排交错布置，排距22米，落于10米平台的E轴和F轴上。靠近磁浮车站的2处的下环标高为18米，其余为15米。柱顶标高靠近磁浮车站的2处为38米，其余为35米。 膜周边阳光谷支点 由阳光谷钢结构提供的膜面的周边支点，每个阳光谷3个支点，共计18个。 悬索支点 即中桅杆柱顶，在中桅杆顶和膜面谷索之间设置有限制膜面位移的悬索，每根谷索上均有四根。 （3）膜结构各系统之间的联系 支点系统内部的联系 每一个中桅杆和围绕它的三个外桅杆之间设置连接柱顶的水平索。所有中桅杆和与之相联系的水平索、外桅杆、背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，膜面传力构件边索、脊索、谷索均与相应支点连接。 阳光谷 世博轴“阳光谷”共有6个，结构体系均为三角形网格组成的单层网架，在底部为垂直方面，到上部边缘逐步转化为环向，采用三角形玻璃幕墙。 6个阳光谷体型不一，其中4#阳光谷为旋转对称，其余均为轴对称。每个阳光谷的高度为41.5m，最大的底部直径约20米，最大顶部直径约90米，6个总面积为31500 m2。 阳光谷钢构件均采用焊接箱型截面，截面高度180~240mm，宽度65~140mm，杆件长度1.00~3.5m。杆件材质均采用Q345B，部分实心节点采用铸钢节点。6个“阳光谷”钢结构总重约3035t，节点总数为10600个。 图1-5 阳光谷结构示意图 工程特点、难点分析 索膜结构 （1）膜面支点系统——外桅杆重量大 依照招标图纸，原外桅杆的重量为40t，但根据现有信息外桅杆的重量已接近73t。另有两根39m（磁悬浮处）重量达到85t，500t汽车吊位于基坑外无法进行安装。 （2）膜材材料新、尺度大 材料新：本工程膜材料的力学性能指标达到了国家规范中A级膜的要求，这一级别的膜材在国内膜结构工程中的还没有得到应用，在国际上亦属罕见，对这一材料的加工运输和张拉安装都与B级膜材有所不同。 尺度大：本工程膜面投影范围约840m×100m。 关键问题： 膜面和索的预应力水平高：膜面预应力达到5kN/m，膜面谷索最大预拉力为300kN，边索最大预拉力为400kn，脊索最大预拉力为800kN，柱顶连接索最大预拉力为800kN。由此引起背索最大拉力达5000kN以上。 图1-6 膜片张拉