圆融时代广场天幕工程施工技术
（苏州图融发展集田有限公司，证苏苏州215028） 薛峰，侯玉强
【摘要】面融时代广场天幕长约540m，是目前国内最大的天幕之一.结合工程实践，主要分绍了天幕工程主体例 管架结构、膜结构、LED屏毒灯条和音响安装的施工技术.围绕钢管报硬土立柱施工、粉架构件加工、桁架组装和吊装、挨架吊装、焊接质量控制、ETYE和PTFE膜结构跑工、灯条的结构排列和调节等一系列细节间题进行周选.解决了钢管桁架拼装、用PTFE膜作为LED灯条的安装固定结构等难点问题，不仅保证了结构的施工质量和使用 功能，也体现出工程的建筑效果.
[关键词】天幕：钢管桁架，ETFE膜：PTFE膜；LED屏基：音响：施工技术
[中圈分类号】TU745.4[文献标识码]A[文章编号]1002-8498（2010）07-0044-04
Construction Technology of Sky Screen in Harmony Times Square
Xue Feng Hou Yuqiang
(Suzhes Haosy Deapn Gr Ce. Ld. Sahs Jieng 215028 Chis)
larget sky acreen. Based on engineering praetice construetin technologes f teel pipe trus structure Abstraet;Harmony Times Square sky screen is 540 meters long which is currently one ef the nation′ smembrane structure LED screen and sound are introduced. It describes cestruction of steel pipeconcrete column processing of truss conponent assembly and hoisting of truss hoisting of arch frame welding quality control construction of EFTE and PFTE LED sereen inatallation in detail. The difficulties like nssebly of steel pipe truss and using PTFE as fixed stnueture of LED light are solved toassure construction quality and using function. Aad architectural effeet is good.
Key words; sky screen; steel pipe trus; ETFE membrane; PTFE membrane; LED acreen; sound; construction technology
灯条的安装回定结构并无先例，如何解决LED安装，确保LED成像效果是天幕成败的关键.
1工程概况
圆融时代广场天幕工程位于苏州工业园区时代广飘逸的丝带，横贯N5地块、华池街、N6地块的上空，东西方向长约540m，南北方向宽约31.2m.天幕采用钢覆盖PTFE充气枕，周边包表铝板；桁架下弦安装ETFE 管混凝土立柱：上部采用空间钢管桁架结构，桁架上弦网格膜，作为LED屏安装的载体.项目于2009年1月大的LED天幕之一. 建成投人使用，可实现音视频同步播放，日前为国内最
场商业街内中央河的北侧.天喜平面形状如一条辨艇2天幕钢结构施工
天幕钢结构纵向柱距分16.8、33.6m两种，4630mm的直焊缝钢管混凝土柱与基础别性连接，内C30微影胀强凝土，跨越华池街的部位采用钢结构 拱架；天募上部采用空间管桁架结构，结构横向跨度16.8m，柱两侧各悬挑7.2m，天幕距地面约21m，主体钢结构纵向通过抗震缝分为4个部分，抗震缝宽 150mm(见周1).
由于天募布置于商业街区之上，钢管柱部分位于地下室顶板，部分位于建筑物屋面，因此只能采用地面
天幕工程施工有以下堆点：①天幕钢结构管桁架较为复杂，下弦均为空间由面，并且为满足建筑效采要求，竖向和水平方向均有一定角度的美转：②各专业之 同交按验收标准不统一，钢结构充许安装偏差与膜结构安装允许偏差要求不统一，PTFE膜材允许安装偏差与LED允许偏差不一致；③用PTFE网格膜作为LED
万方数据
相贯口的坡口角度变化很大；同一贯口的姆缝在不同的部位要求也不一致，因此将相贯口分为熔通区、半熔通区、角弥缝区，根据不网的分区制定不同的碍接规恋 与检测标准.
7）杆件出厂状态对于现场容易组焊的部件，采用工厂繁弯与切制、现场组焊的形式；对于组较为复焊、整体运输的方式. 杂，例如主拱与边桁架的端部收激部位，则采用工厂组
图1天幕平面示意Flg.1Plen ef sky scren
组装、分段吊装的施工方案.钢结构副样采用计算机联测结果提供给钢结构施工单位，确保安装质量.
桁架空间尺寸大，无法适应道路运输要求，使得杆件只 例管街架由主析架、联系桁架、边桁架等组成，管能散件出厂，现场制作胎架，在工地附近进行单元组装，再用拖车运到安装点附近进行吊装.
2.1钢管湿凝土立柱施工
钢管柱底部侧面预留混凝土绕筑楼口，顶部预留观察孔.管内微膨账现凝土在钢结构吊装完成验收合格后再浇筑.
2.4桁架吊装
1）吊机选择最大单福主析架重11.6t，最大跨度点（见图2），同一节点相贯杆件众多，同时主桁架的上主体结构均已封顶，吊机大臂神展及品机园转受到周 33.6m，现场安装环境较为复杂，安装时其下方的土建边建筑物的限制：同时吊机需要在地下室顶板上行走，受到地下室顶板承载力要求的限制，不能选用配重太大的吊机.因此，结构吊装选用2台SC500-2型50t履 带式起重机，选用其主臂36.55m的吊装工况.在吊机行走路线上铺设钢箱，钢箱下铺20em厚租砂，井在相应部位的地下室顶板上加设支撑加固.
2.2桁架构件加工
空间管析架的构件、杆件均采用管管相贯连接节下弦杆需要爆弯，对构件加工和安装提出更高要求.
Fig.2 Tras member Joints 图2祈杆件节点示室
2）安装顺序根据现场土建施工进度以及周边场1）相贯口切制采用五维相贯线切制机进行相贯地情况，整体工程分4个区域组织大水作业，安装顺口切制，全过程自动化操作，切割精度高，坡口在加工中序：三区→一区→四区→二区.在各工序之间也形成一次成发.最大切管直径800mm，最大切管壁厚40mm.流水作业，即：柱→主析架→联系桁架一边桁果→系 杆，各工序之间合理搭接.天幕吊装顺序如图3所示.
2）最弯腹杆按照设计尺寸进行切制，因此弦杆的弯精度十分重要，弦杆采用机械级弯或火始爆弯.2.5华能街供架吊装分段爆弯以后，进行弦杆整体预装，通过事先给制好的 地样检查最弯精度，对于局部超标部分，进行补爆.桁架组装过程中，采用合理的焊接顺序，避免焊接过程中因焊接收缩导致弦杆曲率发生问题.
部为析架结构，下部为供结构，采用空间扭由箱梁，加 1）拱架箱形结构加工Ⅱ区钢架跨越华池街，上工难度较大.担由箱梁的壁板较薄（分别为8、11、13、17mm）.加工难度较高，成型精度难以控制，成型误差 难以校正.加工时采用标准样箱作为辅助检查工具，利用胎架控制成型精度.
体胎架进行垂直空间方向的爆弯. 3）空间弯管加工先进行平面爆弯，然后搭设立
2）拱架制作流程空间建模→获取空间坐标点→来约20cm长，管口做好四芯标记：再进行弯管的爆弯，件板成型一组装胎架一整板上胎架一壁板就位一主爆 空间整板平面展开一生成零件板一构件样箱制作一零
4）弯管相贯加工加工时将管口与煨弯分开进行.先进行直管段管口的切剖，将马鞍口管段切割下爆弯成型的钢管也做好四芯标记，根据弧长将马鞍口缝焊接一无损检测一外现检查一下胎聚.管段与顺弯管焊接成一体，完成爆弯管的制作.
5）桁架起拱在详图深化设计阶段，考虑起拱度，拱最重约为36t，最长约为50.4m，采用搭设支撑架分3 3）拱架安装拱架分段出厂，现场组拼品装.单施工图中的杆件尺寸是起拱以后的尺寸：起携后，腹杆段进行安装.安装结束后，分段拆除支撑.每道支撑拆除后及时进行测量，确保拱架结构安全.
与弦杆的尺寸都有相应的变化：加工时的放样图根据施工图中提供的尺寸进行绘制.
2.6焊接质量控制
6）焊接质量控制由于杆件成不同的角度相贯，
本工程材料为碳素结构锅与低合金结构钢.焊接
初步平衡由面的基础上，在空间曲面上确定膜片间的裁剪线，裁剪线采用测地线（空间由面内任意网点最短 曲线），以获得与空间膜片最接近的平面展开膜面.
2）焊接采用专用设备进行焊接熔合.焊接加工前，根据膜材特点、对接方式、对接宽度等进行试验，确 定相关参数，以保证焊接部位的膜材拉伸强度不低于母材强度.
自平衡.气枕边框通过连接件安装于天幕上兹，相邻 3）气枕安装气枕设计有边框，充气后可以实现气枕连续安装，并且边安装边充气，防止中途有积水.ETFE气枕在LED主要设备安装结束后进行安装，这 样一方面减少相关施工对气枕的破坏，一方面使下弦设备的安装空间得到保证.
3.2PTFE膜结构施工
约10000m.PTFE膜结构主要有装饰、作为LED屏 PTFE网格膜水平投影面积约8670m²，展开面积的承力载体两种作用，LED灯条安装后受力≥3kN/m.膜单元的间距约为4.2m，采用可张拉调节式节点，单 元之间的间距为30em左右.治纵向布置150个眼单元.为保证PTFE膜安装位置准确，专门设计联系術架技术要求. 用以辅助定位.膜的挠度≤12cm，以满足LED施工的
图3天幕吊装顺序Flg.3 Lining order ef sky screen
工作开始前，根据以前项目焊接经验和本工程的特点， 通过焊接试验进行工艺评定.
焊接完毕清理熔渣及金属飞摊物，检查焊缝外观质量，如不符合要求，应及时打磨、修补焊缝.
考虑膜材长时间受力后会由于徐变逐渐松范，在膜材二次张控的要求，将膜边界设计为可调边界，可通 给膜材施加完预张力后2年内需进行二次张控.考虑过调节张拉螺栓给膜逐步施加预张力，并可在维护保养时期消除膜的松他.节点如图4所示.
减小焊接变形措施：①装配前，矫正零件变形，保证装配公差符合工艺要求：采用氨弧焊打底，跟进二对称焊接，使焊接收缩尽量平衡，上弦与下弦同时施 氧化碳气体保护娜后续焊层，这样焊接变形应较小：③焊，使变形抵消.焊接完毕对弦杆弧度进行检验，看是否有超差出现.配备必要的装配胎架、工装夹具、隔板、撑杆，以便出现偏差时进行纠偏.
3膜结构施工
天幕采用无组织排水，两测悬挑部位包裹招板，中部采用膜结构，其中上孩采用ETFE气枕，下兹采用 PTFE网格膜，膜的使用寿命为25年.由于膜材的安装精度要求与钢结构允许偏差不一致，下料前需要对钢结构桁架的安装尺寸进行复测，并按实际情况对膜 单元及其二次结构加工尺寸进行调整.
Fig.4PTFE elemeet node 图4PTFE单元节点示章
1）膜单元预张控由于每个膜单元各边都有设计补偿值和热合收缩量，膜单元在地面展开且检查合格后，用专用工具将膜单元周边尺寸预拉到设计长度.
3.1ETFE膜结构施工
2）膜单元附件组装将膜夹板、张拉螺杆按设计图纸要求与膜单元连接部位组装.
上弦采用ETFE透明膜制成气枕，一方面起防雨作用，同时又保证天幕街区采光不受影响.ETFE标准 单元长8.4m，宽4.2m，共计292个.气枕采用双层膜片热熔焊楼面成.
的位置将吊点工装国定在膜单元四周夹板上，并与提 3）膜单元提升吊点挂设在膜单元与上吊点相同升吊绳相连.沿膜单元索网四周每3m左右设一个升吊点，吊点绳扣采用尼龙带，通过滑轮进行膜吊装.
的要求确定膜结构的初始形态，预张力值保证在长期 1）膜片载剪根据边界条件、膜材徐变和预张力有载组合作用下膜构件均处于受控状态，并满足建筑造型和使用功能的要求.膜结构我剪分析建立在
4）膜张拉PTFE膜通过连接件与析架相连，吊装就位后，初步固定，然后进行张拉.每个膜单元施加张力时，应先边角、后中部、先短边、后长边对称张控.膜
安装如图5所示.
图5PTFE膜安装示室Flg.S PTFE membrane installation
的装饰效果要求，在二区和一区、四区的异形部位必须 5）PTFE盖口膜安装为请足总体建筑效果和膜设置盖口膜.由于盖口位置在膜下方，焊接十分固难，采用盖口临接方式安装，基本满足PTFE膜材在上述部位的装饰要求.
4LED施工
1）灯条结构
特点决定该显示屏在设计时必须考虑重量、可安装性、 显示屏LED安装在PTFE网格膜上，PTFE的结构可靠度、可维修性及防水防尘等因素.
经过反复试验，灯条采用轻质铝合金外壳配合PC罩结构，在保证灯条材质稳定性及耐候性的前提下减 轻灯条的重量.灯条采用两层防护，达到IP65防护等级要求，轻质铝合金外壳做第1层防护，防止大量的水住，达到第2层防护的目的. 及灰尘进人外壳：通过PC罩配合密封胶将PCBA密封
为有效解决变形及热账冷缩问题，设计1.05m灯条1节，4节灯条申联成4.2m长的灯条，整根4.2m灯 条只有一根进线，线材直接通过桥架接控制盒，有效解决防水及使用连接器接触不良和外观问题.
2）灯条分布式结构排列
条定为4.2m长（120PIX）；异形灯条定在3.57- 根据PTFE膜网格及钢架结构单元长度，标准灯4.165m（102~119PIX）.采用树状结构的分配，当单该分布式结构也使得方便安装比较长的灯条. 根灯条有IC意外损坏时，不会影响到其余灯条.同时
3）灯条不规则排列解决方案
由于LED屏幕为弧形结构，转变部位因由率不网会有不同的分牌率要求，为了保证显示效果，来用等距 离不等点的规则来完成不规则画面的排布.等距离是指屏幕上任意2额LED同的距离相等：不等点是指由现在屏幕上.此外要让视频信号的形状与屏幕相吻 于屏幕异形，采用不同LED点数来使得因面能完类展合，国面正确显示在屏基上，需对视额信号进行处理.
4）灯条安装
灯条设计为主体与上盖两部分，通过卡槽扣配后直接旋转一定角度即可完成组装.灯条通过3mm控钉固定在PTFE网格膜上，安装中不能破坏膜结构，为
5）灯条调节
5结语
参考文联：
防止拉钉需脱，在网格膜与拉钉之间放置穿孔铝片，不仅使网格膜受力均匀，面且能有效地避免破坏膜结构， 使灯条与膜结构结合牢固可靠.灯条安装如图6所示.灯条安装时地面分段搭设满盘脚手架，膜上面铺设脚手板，通过上下协作完成灯条安装.
Fig.6Profle of LED light installatien 图6LED灯条安装创面
灯条通过自身及调整夹具可完成上下左右无级调节.灯条织向LED颗粒按设计间距嵌固在铝框上，灯 条自身可在网格内做左右微调.调整夹具因定在钢构加劲板上，通过螺丝调整夹具高度，达到上下调整灯条的目的.
1)主钢结构设计时，PTFE和ETFE膜以及LED安装方案尚未最终确定，二次构件和附加荷载通过估算 确定，给钢结构设计和施工带来一定困难.后期通过控制LED灯条重量，优化安装方案，根据LED屏幕的安装要求对PIFE网格膜安装进行深化设计，将相关 二次结构荷载提交给钢结构设计单位进行复核，确保创结构安全.
效果，LED安装后网格膜的下绕及松对屏幕的整体 效果影响较大，因此PTFE膜的固定采用可调夹具形式，满足了后期的二次张拉要求.
[1]中国明结传协会.建筑钢结构施工手册[M].北京：中国计划出版社 2005. Chins Steel Constructien Seciety. Censtrnutiee handbock forbsiding nel mtue [ M ]. Brijng: Cha Paiag Pmm [2]治金工业移建筑研究总院.C850205-2001侧结构工程施工质 *2005. (in Chise)Building Bech laitte af Misity ef Meullurgied ladasry. 量验收现他[S].北京：中国计期出期社 2002.CB5025-2001 Cods fr aoeptance of cortructiee quality fseel siretaree[ S]. Beiing: Chins Planning Psms 2002. ( in Chinese)构的施工工艺[1].建筑技术，2009，40（8）.(8). (in Chineee)
[3]李章珍，卜部嘉，平全超，皇岛市类林区克体育中心家膜结Li Zhanpzhen Bs Nai Bi Quncha. Engisrisg pnctice odCester′ aew fariity [1]. Azchietuan Techolingy 2009 40 Benbrane strustans coestructios of Qinhsnlac Olympice
