佛山世纪莲体育中心主体育场索膜结构工程施工过程索力检测

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1、第七屑全国现代结构工程学术研讨会佛山世纪莲体育中心主体育场索膜结构工程施工过程索力检测郝成新刘小弟钱基宏汤荣伟胡庆卫(中国建筑科学研究院，北京，100013)(北京纽曼帝莱蒙膜建筑拄米有限公司．北京，【02601)摘要：佛山世纪莲体育r扣心主体育场为一超大型的索膜结构工程，因其外形酷似一朵莲花．故被命名为“世纪莲体育场”．体育场屋面工程投影为环形．外环(上压环)直径3lO米，内环(环索)直径为125术。由于体育场体鼍巨大，索膜结构施工难度犬，要求鞘度高，酬此施工过程中分阶段进行索力检测．通过与施工模拟分析时计算的索力对比，给施工提供了可靠依据。关键词：索膜结构，施_[过程，索力检测一、引言佛山

2、世纪莲体育中心是佛山市迎接2006年广东省第十二届省运会的主会场，届时将承担省运会开幕式和足球、田径、游泳、跳水等赛事。其中可容纳3．6万名观众的主体育场为一超大型的索膜结构工程，因其外形酷似一朵莲花，故被命名为“世纪莲体育场”，建成后将成为佛山市一座地标性建筑。世纪莲体育场建筑面积123125m2，索膜结构投影面积为53421m2，展开面积约为7218lm2，它不仅是我国目前在建的最大规模的索膜结构工程，在世界范围内也可跻身前三位。该体育场的建筑方案设计为德国G肝国际建筑设计有限公司(其结构顾问公司为德国sBP事务所)；总体建筑结构设计为华南理工大学建筑设计研究院深化设计及施工安装为北京纽曼

3、帝莱蒙膜建筑技术有限公司。·体育场屋面工程投影为环形，外环(上压环)直径310m，由上压环(01400×25)、下压环(01400×28+c60混凝土)和斜腹杆(01100×20)构成，下压环成型后的标高为29．0m，外环(上压环)成型后的标高49．00Ⅲ，内环(环索)直径为125米，由10根090钢铰线构成，内环成型后的标高36．90m，为半开敞式形式．内环通过40根脊索(半平行钢丝束012神与外环(上压环)和40根谷索(半平行钢丝束0122)与下压环连接，脊索和谷索之间通过膜支撑索((半平行钢丝束030)和膜片覆盖。膜结构屋盖由主体钢结构系统、索网系统、膜系统三个部分组成，其中主体钢结构系

4、统由上压环、下压环及腹杆组成，分布于场区外圈。上下压环由腹杆连接为整体，钢结构部分实际上构成了·个锥面壳体以抵抗索系传来的张拉力。另外，为节省用钢量下压环采用了钢管混凝上形式；索网系统由上径向索(脊索)、下径向索(谷索)、中间径向索、内环索、悬挂索、膜面支撑索，分叉索组成，其中内环索通过上径向索(脊索)、下径向索(谷索)-及分叉索与钢结构系统连接成稳定的主索系，通过施加预张力形成空问整体预应力索网并通过其它联系索的协同作用控制膜结构在不同工况下的位移；膜系统由80个单元膜片组成，膜片四周边界分别与钢结构腹杆、脊索、分叉索及谷索连接。整个膜结构屋盖充分利用了结构各构件承载能力的特点，较充分的发挥

5、了各种材料的力学效能，具有设汁新颖、结构独特、造型简洁、雄伟壮观等特点，鸟瞰效果图见图1，脊索安装完成的现场照片见图2。二、索力测点布置、测量设备和测量方法1、常索和谷索测点布置。40根脊索(钢铰线0123)和40根谷索(钢镀线0123)上分别设测点一共工业建筑2007增刊415第七届全国现代结构工程学术研讨会80个测点，测点位置距r压环或下压环端部3—4m远，见图3。图1佛心己莲体育中，㈣场乌瞰视图图2佛山雠己蓬体嚣体育场脊孳安装完成2、内环钢索测点布置：内环有lo根090钢索，每根钢索设一个测点，共10个测点，测点设在9轴(9号谷索)和10轴(10号谷索)之问，l一5为上排索由圆心向外编号

6、；6一10为下排索由圆心向外编号。见图4。416测点编号：没有圆圈的是脊索编号，有圆圈的是谷索编号图3脊索和谷索测点布置示意图工业建筑2007增刊第七届全国现代结构工程学术研讨会圈4内环钢索测点布置示意图3、测量设备和测量方法内环索的测量设各是机械式应变计。直接测量索的应变，根据索的截面和弹性模量计算出索力；脊索和谷索的测量设备是磁电式振动速度传感器．采用动测法，测量脊索和谷索频率，根据索振动频率通过理论计算得到索内力。三、索力检测过程及检测结果1、内环嘉索力检测过程及检测结果内环索截面为m90．弹性模量为1．6x105伸a，内环索采用整体提升方式就位，用80束钢铰线做工装索(每束6根7Oj5

7、)提升内环索的40个吊点，提升点设在每个脊索位置的上压环顶部，共40个提升点，每个提升点设两台千斤顶，每台干斤顶提升l束钢铰线，为提升和张拉脊索方便，在每个脊索张拉端都安装从地面到操作平台的上人塔柱，2006年3月9日开始试提升，提升2Ⅲ左右我们开始按图4所示安装测量内环索的应变计，并记录初始读数。3月14日上午正式提升，3月15日15时15分。提升到37．8m。提升完毕，3月16日测量内环索索力