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盘锦市体育中心体育场大跨度屋盖空间张拉索膜结构施工技术

文档作者：于德国1，李光军2，艾永2，王波2，郑敏丽1 文档来源： 1．盘锦职业技术学院建筑工程分院 2．中国建筑第八工程局有限公司大连分公司		点击数：	更新时间： 2025年12月15日
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2015年4月下
第44卷第8期
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 49
DOI：10．7672／sgjs2015080049
盘锦市体育中心体育场大跨度屋盖空间
张拉索膜结构施工技术
于德国1，李光军2，艾永2，王波2，郑敏丽1
(1．盘锦职业技术学院建筑工程分院，辽宁盘锦124010；
2．中国建筑第八工程局有限公司大连分公司，辽宁大连116021)
[摘要】盘锦市体育中心体育场为大跨度空间张拉索膜结构屋盖体系，最大悬挑长度达41in。屋盖主索系包括内
圈环向索1道和径向索，包括144道吊索、72道脊索和72道谷索。膜面布置在环索和外围钢框架之间的环形区
域，膜面前端水平，后端与水平方向成夹角，整个膜面空问扭曲，并跨越72道脊索和72道谷索形成波浪起伏的曲
面造型。详细介绍了从膜片加工到膜结构安装、起吊、张拉的施工整个过程以及在施工中克服的关键技术。保证
了工程的质量和进度，取得了良好的社会效益。
[关键词】体育场；屋盖；膜结构；张拉；施工技术
[中图分类号]TU758 [文献标识码]A [文章编号】1002—8498(2015)08-0049-04
Spatial Tensioning Membrane Structure Construction for the
Large-span Roof of Panjin Sports Center Stadium
Yu Degu01，Li Guangjun2，Ai Yon92，Wang B02，Zheng Minlil
(1．Construction Branch，Panjin Vocational and Technical College，Panjin，
Liaoning 124010，China；2．Dalian Branch of China Construction Eighth
Engineering Div厶ion Co．，Ltd．，Dalian，Liaoning 116021，China)
Abstract：The roof of Panjin Sports Center Stadium is the large—span spatial tensioning cable-membrane
structure，whose maximum cantilevered length is 4 1 m．The main cable system of roof includes an inner
ring cable and radial cables，which include 144 sling cables，72 dorsal cables and 72 valley cables．
Membrane surface disposes in the annular area between the ring cable and the peripheral of steel frame，
and the front of membrane surface is level．the back of membrane SUrface with horizontal direction exist
angle．The entire membrane surface spatially warps，and across 72 dorsal cables and 72 valley cables to
form surface modeling．This paper describes diaphragm processing to the installation of the membrane
structure，lifting，tensioning of the whole process of construction and overcome the key technologies in the
construction，which ensure the quality and progress of the project，and achieve good social benefits．
Key words：stadiums；roofs；membrane structure；tensioning；construction
1 工程概况
盘锦市体育中心位于盘锦市辽东湾新区，场馆
建设用地面积48．3万m2，总建筑面积121 258m2。
由体育场、综合馆、游泳馆、网球馆、商业综合体等5
个单体组成，总座席数46 225位。可举办地区性比
赛和全国单项比赛，为第十二届全运会的比赛场馆
之一，建成后将成为盘锦市新的标志性建筑。
体育场为第十二届全运会女子足球比赛场馆，
体育场建筑面积45 100m2，座席数35 500位，分为
[作者简介】于德国，讲师，E·mail：81417673@qq．corn
[收稿日期]2014-04-04
东西2个看台，上部索膜结构屋盖体系属于超大跨
度空间张拉索膜结构工程，屋盖悬挑长度为29—
41m。整个结构由外围钢框架、屋盖主索系和膜屋
面3部分组成，其中外围钢框架包括内外两圈x形
交叉钢管柱和自上至下共6圈环梁(或环桁架)；屋
盖主索系包括内圈环向索1道和径向索，包括144
道吊索、72道脊索和72道谷索；膜面布置在环索和
外围钢框架之间的环形区域，膜面前端水平，后端
与水平方向成夹角，整个膜面空间扭曲，并跨越72
道脊索和72道谷索形成波浪起伏的曲面造型。膜
片单元最大展开面积约为203m2，投影面积约为
万方数据
施工技术第44卷
171m2，质量约为305kg，最小展开面积约为145m2，
投影面积约为121 m2，质量约为218kg。如图1
所示?
a体育场效果b膜结构
图1盘锦市体育中心体育场
Fig．1 Pa哪in Sports Center Stadium
2施工工艺流程
2．1脊索地面展开
脊索材质为带Galfan镀锌防腐涂层高强度钢
索，抗拉强度≥1 670MPa。外部Galfan涂层使索体
具有优越的防腐性能。在索体展开过程中，必须做
到缓慢展开，将索体盘卷产生应力完全释放出来。
同时，应注意对索体的保护，索体不能直接放置在
地面上，应用枕木分段支垫。脊索索头一端可调
(见图2)，在脊索展开后，根据设计计算及现场复测
对可调端长度进行校核，避免后期高空施工出现
困难。
—甭F{～I二二。一f一一≥覆一、、二，c= 一一一Σ、‘：，
图2脊索示意
Fig．2 Dorsal cable
2．2膜片加工及预张拉
1)膜片加工
膜片直接在工厂加工后到现场要进行材料的
检验，并作检验记录。经反复校核确认无误后，严
格按照图纸进行裁剪下料。裁剪好的膜片通过热
合方式连接，连接后对于需补强部位进行加厚热合
补强，对合拢后的膜片进行测量，比照成品图对膜
片周边及细节部分的加工误差进行调整，使之达到
图纸标定尺寸。
2)膜片预张拉
膜片安装前须进行一次张拉，由于本工程膜片
安装阶段处于冬季施工阶段，按照《膜结构技术规
程》CECS 158：2004的规定，在温度4'E以下不能进
行施工，PTFE膜材在温度4℃以下拉伸时应力无法
传递，目前PTFE膜材冬季安装施工在国内尚无先
例。因此膜片的一次张拉在室内进行，室温要保证
在10℃以上。
膜张拉标准通过补偿量进行衡量：最大膜单元
纬向补偿量约为1 400mm，径向补偿量约为60mm；
最小膜单元纬向补偿量约为1 200mm，径向补偿量
约为50mm，受地面条件的限制，纬向补偿量张拉在
地面进行；径向补偿量采用加长张拉螺杆的长度进
行暂时安装。
膜片纬向预张拉过程：在地面做好预张拉位移
标志线，标志线按10ram一次；成品膜单元两端每个
倒链处各安排工人1名，同时拉动倒链；2名工人在
膜的两侧观察膜面拉伸位移，当位移达到标志线时
停止张拉；此过程每间隔15rain重复一次；间隔期间
工作人员穿软底鞋在膜面上反复走动，加快膜面应
力在拉伸方向上的传递；经过12h静力预张拉后，松
掉倒链，将两个膜单元卷起，放到运膜车上，运至安
装现场。
2．3膜单元组装
采用膜单元形式安装膜片，与以往膜结构单独
安装膜片相比，效率提升约1倍，且大量空中作业在
地面预先完成，减少了高空作业带来的安全隐患。
2．3．1 展膜阶段
将展膜地面杂物清理干净，将带有锐角硬物、
凸出地面杂物剔除，如钢筋头、管子头等，将地面污
染等物清洗干净。将已清洗干净的保护膜铺设在
需展开膜单元的位置，并拉设好防护绳。将需要安
装的膜单元，采用人工方式，从膜单元堆放场运至
安装位置。将膜片按照如图3所示方向进行展开。
图3膜片展开于脊索两侧
Fig．3 Membrane expansion on the
two sides of dorsal cable
2．3．2 膜片与索组装
膜片与索的连接分为2种形式：①U形卡连接
(见图4a)；②U形可调节连接(见图4b)。其中膜
片与脊索相连为第1种连接方式，该连接方式一次
成型，安装之后不可调节；膜片与谷索连接为第2种
连接方式，该种连接方式为可调节连接，膜面的二
次张拉正是在这种连接形式的基础上实现的。
I)膜片与脊索连接膜片边缘通过铝合金卡
具、U形卡与脊索相连。首先将橡胶棒穿人膜片边
万方数据
于德国等：盘锦市体育中心体育场大跨度屋盖空间张拉索膜结构施工技术51
a¨眵胥连接h 1彤口]渊节惩接
图4膜片与索组装
Fig．4 Assembly of membrane and cable
缘加工好的套环内，然后安装u形卡，u形卡与膜
片之间满布铝合金垫板，通过垫板将u形卡集中荷
载转化成对膜边缘的线荷载。每节铝合金垫板长
度为400mm，上下层交错布置，每块垫板开3个
thl2mm螺栓孔，1个用作连接u形卡，另外2个用
作上下层垫板连接。单侧膜片边缘u形卡沿索长
方向间距400mm(双侧安装后间距为200mm)均匀
布置。如图5所示。
图5 U形卡和铝合金垫片
Fig．5 U-shaped clamp and aluminum shim
2)膜与谷索的连接膜与谷索的连接在高空
完成，但连接件的安装在地面完成。该连接件为U
形可调节连接，安装时首先穿入橡胶棒，铝合金卡
具为咬扣形式，沿膜片一端滑入。与谷索相连端边
缘满布铝合金卡具，卡具之间通过垫板与螺栓相
连，使整个膜边缘形成整体受力体系。铝合金卡具
另一面同样为咬扣形式，通过螺母和螺杆与u形卡
连接，达到可调节目的。如图6所示。
图6铝合金卡具
Fig．6 Aluminum f'Lxture
3)膜片前后边索安装前后边索的连接方式
与谷索的连接卡具相同，前后边索主要起维持膜边
缘稳定性作用，不涉及张拉工作，所以省去调节螺
杆，直接将u形卡与铝合金卡具相连。边索一端与
脊索相连，另一端与外围钢结构相连，通过调节边
索空间位置及弯曲角度，使膜面达到紧绷、平整的
外观效果。
2．4膜单元吊装及安装
2．4．1 膜单元吊装
膜单元组装完毕后，开始膜单元的吊装工作。
由于膜最长长度为41m，如用起重机起吊后，在空中
扭转就位十分困难，甚至会因为操作不当对膜单元
造成破坏。针对现场场地条件，通过对大型卷扬机
的组合使用，研发出一种安全高效、操作简便的提
升系统：空中滑移提升。操作时共采用2台5t卷扬
机，一台3t卷扬机，提升点分别位于脊索后端索头
位置、脊索前端索夹位置、环索方向距脊索前端索
夹约膜长度位置。如图7所示。
fl空中滑移原理
c空中滑移阶段d滑移就位，准备安装
图7膜单元提升过程
Fig．7 Membrane lifting processing
提升工作开始时，同时启动脊索前端的5t卷扬
机与脊索后端的3t卷扬机，将已组装好的膜片整体
提起到合适的高度，此时膜单元与环索方向平行，
启动钢结构脊索耳板处的5t卷扬机向上提升，同时
连接脊索后端的3t卷扬机向下降落，使膜片空中转
向，提升到安装位置。
2．4．2 膜单元安装
单元膜片提升到位后，首先拉动脊索前端的2
个2t×3m倒链，将索头张拉到位，穿人索销，然后拉
动脊索后端的2个5t×3m倒链，将索头张拉到位，
穿入索销。将前边索的两端分别与脊索索夹、谷索
索夹的相应耳板相连接。
万方数据
52 施工技术第44卷
安装谷索边界：在谷索上挂设1个1m×4m×
1．2m的钢制吊篮，作为施工人员的操作平台。吊篮
上设有4个尼龙轮可卡在谷索上；在内环索的谷索
索夹处挂设1个导向滑轮，穿入qbl8mm尼龙绳，绳
子的两端均在钢制吊篮上，施工人员拉动绳子就可
使吊篮沿谷索上下滑动；将膜安装使用的附件、工
具码放在钢制吊篮内；谷索的安装自上而下进行；
最后安装单元膜片的后边索，由于冬季施工膜面张
拉困难，为保证膜片的安全，后边索的两端采用2个
2t×3m倒链拉接固定。
2．5膜面张拉
1)膜面预应力施加顺序每个膜单元施加预
应力时，应先边角、后中部，先短边、后长边对称
张拉。
2)控制方法①位移控制：第1次位移量为设
计位置量的50％，第2次位移量为设计位置量的
30％，第3次位移量为设计位置量的20％，位移允
许偏差±10％；②用专用测力仪对张拉完成的膜单
元的有代表性的施力点进行抽检，力值允许偏差
±10％；应由设计单位、监理单位、总包单位和施工
单位共同选定有代表性的施力点。
3)预应力施加间隔每次施加预应力间隔
24h。第2，3次施加预应力时，各工作点位人员随时
观察膜面张紧度，遇有应力集中的情况应及时调
整，避免膜面破坏。视膜面张紧程度，可调节谷索
长度，进行个别膜面预应力的调整。
4)膜张拉基本完成后，方可交给后续施工单位
进行马道及维修走道的安装，以免交叉施工造成膜
面损伤或破坏。
5)马道安装完成后，进行膜单元张拉调整，视
膜面张紧程度，可调节谷索长度，进行膜面预应力
的调整。
3施工中克服的关键技术
1)根据屋盖悬挑长度，膜片最长41m，膜片单元
前端水平，后端与水平方向成夹角，整个膜面空间
扭曲，形成波浪起伏状的曲面造型。
2)膜片安装采用地面拼装，形成膜单元吊装，
高空安装工作量减半，加快了施工效率，缩短工期。
3)膜片张拉采用工厂预张拉，成卷运输到现场
安装，空中进行二次张拉，解决了冬季施工膜片无
法张拉的难题。
4)施工过程中采用了u形可调节螺杆、空中滑
移吊装技术，成功解决了空间张拉后膜边定位难题
及大跨度膜片吊装难题。
5)施工过程进行仿真模拟计算，采用大型通用
有限元分析软件ANSYS对施工过程进行模拟计算，
确保了施工质量和施工过程的安全。
4结语
盘锦市体育中心体育场在施工过程中，由于处
于冬季施工，成功运用了膜片预张拉技术；以膜单
元形式安装膜片，大量空中作业在地面预先完成，
工作效率提升了约1倍；针对现场场地条件，通过对
大型卷扬机的组合使用，采用空中滑移提升技术；
最后通过高空张拉调节等施工工艺，提高了膜安装
精度，节省了工期。
参考文献：
[1] 中国钢结构协会空间结构分会，中国建筑科学研究院．CECS
158：2004膜结构技术规程[S]．北京：中国计划出版
社，2004．
[2]宋浩，潘钦．深圳宝安体育场索膜结构深化设计及施工[J]．
施工技术，2011，40(21)：25-29．
[3] 蒋树波，丁志雄，徐小明．悬挂式操作平台在膜结构安装中的
应用[J]．施工技术，2011，40(9)：69-70．
[4] 罗永成，仲静娴，王春晖．青岛体育中心体育场膜结构篷盖改
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[5] 张国，范伟立，向阳．山西晋城体育场膜结构工程的设计与施
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[6] 邱涧冰．国家体育场膜结构设计[J]．城市住宅，2008(4)：
50．51
苏州728m全国第一高楼桩基工程完工
2015年4月4 El凌晨，最后一根钢管柱C60高
强度水下混凝土浇筑完成，标志着苏州中南中心项
目所有桩基全部施工完成。
苏州中南中心位于苏州金鸡湖湖西CBD核心
区，是湖西CBD城市天际线的中心和制高点，与在
建的东方之门、苏州中心广场组成一个整体，形成
风格统一的面向金鸡湖的城市建筑群形象。项目
总建筑面积约50万m2，地上138层，地下5层，檐
口高度598m，塔冠最高点729m，成为全国在建第一
高楼。项目以打造绿色、生态、智慧、高效、多功能
复合的超高层综合体为理念，建成集观光、七星级
酒店、顶级公寓、国际5A级写字楼、世界顶级商业
一体化的现代大型综合体，建成后将是苏州城市新
名片，引领苏州工业园区成为具有国际竞争力的现
代化、国际化新城区。
本项目桩基工程总共1 901根桩，包括塔楼区
719根及非塔楼区1 182根，全部采用钻孔灌注桩施
工工艺，该项目竖向支承采用320根“一柱一桩”的
钢管混凝土柱和型钢格构柱，截面小而承载力大，
便于与地下室的梁、柱、墙、板等连接，为后期地下
室逆作法开挖提供了有力保障。
(摘自“中国建筑新闻网”2015-04．14)

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