土木在线论坛 \ 建筑结构 \ 钢结构工程 \ 异型大跨度单层索网，枣庄市民中心一期外罩，索结构典型工程

异型大跨度单层索网，枣庄市民中心一期外罩，索结构典型工程

发布于：2024-03-25 11:24:25 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

设计单位 ：上海联创设计集团股份有限公司、上海建筑设计研究院有限公司

总包单位 ：枣庄矿业（集团）有限责任公司

钢结构安装单位 ：浙江东南网架股份有限公司

索结构施工单位 ：北京市建筑工程研究院有限责任公司

索具类型 ：巨力索具·高钒拉索

竣工时间 ：2022年

0 1 /

概况

枣庄文化中心（一期）外罩索膜结构工程位于山东省枣庄市，包括外罩钢结构和屋面索膜结构两部分，外罩平面为椭圆形，椭圆长轴240米，短轴188米，钢结构部分由顶部桁架环梁和支柱构成。外罩的顶部环梁内为张拉索网结构，索网上悬挂大小不等圆形膜材单元如图1所示。

图1 枣庄文化中心（一期）外罩索膜结构

0 2 /

索结构体系

结构平面布置图如图2所示。

图2 索网平面布置图

图3 结构立面图

该工程拉索包括5个部分，分别是外围钢构里布置的拱门拉索、屋盖索膜体系里的主索、边索、联系索、锚地索。各位置拉索的规格及预应力参数如表1。

0 3 /

索结构施工

该工程的一大难点是：需要在既有建筑狭小空间下完成多圈环索单层索网施工。

1）施工组织总体思路

① 总体思路 ：主索交点处搭设操作平台，高空拼装主索索网，牵引主索就位；地面组装联系索和边环索，以主索为边界，提升联系索就位；以钢环梁为边界条件，提升边环索就位。最后安装张拉锚地索对结构施加预应力。

② 总的施工原则 ：将索系作为膜结构的骨架，即先施工索系（含主索、边索、联系索、锚地索）再施工膜结构。

③ 施工布局 ：在布局上，将索系分为三大区域进行联系索和边索组装，沿着短轴（图4.8.4所示紫色线）将索系分为东区、中区和西区，三个区分开施工。

图4 拉索施工分区

④ 主索安装思路

首先进行测量放样，将主索交接点的地面投影位置进行定位，根据定位点搭设脚手架，搭好主索交点的操作平台后，高空拼装主索索网，采用提升千斤顶将主索网就位。

⑤ 边索和联系索施工思路

将部分边索在分割线位置设置连接头，在地面上将边索和联系索与主索相连，以主索系为边界提升联系索就位，以环梁为边界对边索提升就位。

⑥ 提升思路

先提升主索系进行牵引就位，联系索与边索地面拼装完成，将联系索和边索利用工装索加长，先提升联系索的工装索将联系索提升到指定高度和主索相连，然后提升边索工作索将边索提升到指定高度与环梁连接。

⑦ 撑杆安装就位

整个屋盖索系安装完成后，安装撑杆，先连接撑杆的上端点，然后连接撑杆的下端点。⑧锚地索就位

屋盖索网张拉成形后，撑杆安装完成后，张拉锚地索就位。

2）索系安装施工方案

① 主索系安装

主索系操作平台搭设。在主索系地面投影的交点处搭设操作平台，采用脚手架搭设支撑，部分架体从地面搭设。部分架体从楼面搭设。具体搭设示意于图5。

图5 主索交点处脚手架平台搭设示意图

② 主索系拼装并同步牵引至与环梁连接并张拉到位

图6 主索系拼装并同步牵引至与环梁连接并张拉到位

③ 联系索及边索地面拼装

拼装过程分三个区同时进行，局部位置在楼面进行拼装。

图7 联系索及边索地面拼装

④ 提升并安装联系索及边索

先提升联系索与主索相连、同步提升边索和部分联系索于环梁相连并张拉到位。

图8 提升并安装联系索及边索

⑤ 索系和环梁连接

主索提升工艺。在环梁的15个主索锚固点处设置提升装置，对主索系进行提升。自主研发的同步提升控制系统获得国家专利，并在多个重物提升、结构卸载的实际工程中得到成功应用，通过电脑控制可以大大降低施工风险，为结构安装精度提供了有效的技术保证。图9、10为同步提升控制系统在实际工程中的应用图片以及设备图片。

图9 提升端

图10 泵站

⑥ 边索与联系索地面连接

边索与联系索在地面拼装，有局部部连续的位置搭设脚手架做支撑进行连接，地面拼装分三个区进行，然后在分界点对边索连接到位。

图11 边索与联系索地面连接

在东区和中区交界处，以及中区和西区交接处有部分边索和联系索断开，此时需要借助吊车在高空将边索和联系索连接。

⑦ 主索张拉

拉索连接完毕以后，需要对主索进行张拉，以调整结构的位形，张拉工艺采用油泵、张拉工装和千斤顶进行。

每次同时张拉15根拉索，共有30个千斤顶同时张拉，因此控制张拉的同步是保证结构受力均匀的重要措施。控制张拉同步有两个步骤：首先在张拉前调整索体到安装节点板的距离，使距离相同，即初始张拉位置相同；第二在张拉过程中将每级的张拉力在张拉过程中再次细分为小级，在每小级中尽量使千斤顶给油速度同步，在张拉完成每小级后，所有千斤顶停止给油，测量索体与节点板间的距离值。如果索体的距离值不同，则在下一级提升张拉的时候，距离大的拉索首先张拉出这个差值，然后对其余索再给油。如此通过每一个小级停顿调整的方法来达到同步的效果。

撑杆和锚地索的作用是使索系呈现高低起伏的结构形态，并使结构产生有效的预应力以抵抗外荷载。该工程锚地索一共4根，利用放索盘进行放索，利用吊车进行安装，最后通过油泵、千斤顶和张拉工装进行张拉。4根锚地索同时张拉，张拉工艺同主索张拉。

拱门拉索从16m~24m不等，距离地面高度6m~15m不等，拉索规格Φ50，可以利用吊车配合倒链进行安装。张拉可以采用对称张拉的方式，一次张拉对称位置的2根拉索，每个拱门拉索分4批张拉完成（图12）。