轨道交通车站索膜结构施工工法是一种大跨度索膜结构工程的施工工法, 其重点应用范围为轨道交通车站等公共建筑。该工法由北京市市政三建设工程有限责任公司、北京市市政六建设工程有限公司编制。该工法通过北京市住房和城乡建设委员会的专家评审，被批准成为“2014年度北京市工程建设工法”。

钢结构骨架施工

    工法内容简介

    膜结构是一种新型的建筑结构形式。张拉式索膜建筑则可谓索膜建筑的精华和代表。张拉式薄膜结构是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同作用构成的结构体系，俗称帐篷结构。张拉索膜结构中膜曲面通过预应力维持自身形状，膜既是建筑物的维护体又作为结构来抵抗外部荷载效应。由于其建筑形象的可塑性和结构方式的高度灵活性和适应性，此种结构方式的应用极其广泛，尤其适用于大型公共建筑，例如车站、剧院等。

    轨道交通车站索膜结构施工工法主要是针对张拉式索膜结构应用于轨道交通车站建设的施工工艺系统总结。索膜结构是依靠膜的张力与支撑杆和拉索共同作用构成的结构体系。张拉膜结构体系的基本组成单元为支承柱、张拉索和覆盖的膜材。该类型的膜结构具有造型优美、可变性强、结构简单、跨度大适用于大型公共建筑，且施工周期短，施工机具简单，经济效益明显等特点。该工法内容不包含索膜结构设计、膜材剪裁和索股加工等安装前期工作，从膜材进场开始主要介绍施工现场的索和膜安装方法，包括索膜安装顺序、操作步骤、安装要点等内容。

顶膜安装施工

    关键技术及创新点

    基本索膜结构设计包括以下几个单元：刚性支撑体即钢结构骨架、膜面、脊索以及谷索。

    轨道交通车站索膜结构的安装施工包括了钢结构、钢索和膜的安装。施工时首先安装钢结构骨架，有些钢结构骨架不能单独竖立在基础面上，必须同时安装外拉索，并用缆风绳固定，部分钢骨架可以自成体系独立支撑；随后后进行膜单元和膜面索的安装。

    由于膜结构单元宽度较小，且膜单元边界均为不可调边界，所以轨道交通车站索膜结构施工时，对钢结构安装精度要求较高。另外，膜单元的吊装施工方案也是该工法的关键技术。施工时通过对索膜重量的核算以及吊装位置的的选择，确定适用的吊装设备。顶部膜单元可以采用的吊装方案是2到3个膜单元连同脊索一起吊装，中间空余的膜单元再单独安装的方法。

    委托建设部科技信息研究所进行的相关技术应用查新检索结果表明，除北京昌平线西二旗车站外，目前国内尚无将PTFE膜大面积应用在大型公共建筑物的结构的实例，只有少数将其应用于大型雨棚的报道。国内外都有将膜结构应用于大型体育场馆的实例，但大多采用网架式膜结构，和轨道交通车站索膜结构施工工法所应用的张拉式索膜结构有所区别。

外立面膜安装施工

    工法工程应用实例

    北京市轨道交通昌平线西二旗地铁车站是首个应用轨道交通车站索膜结构施工工法施工的车站索膜结构工程。该车站是北京市轨道交通昌平线的终点站，位于北京西北部的海淀区，也是北京地铁13号线和昌平线的换乘车站, 为北京地铁交通枢纽之一，车站的外围护结构为张拉膜结构，。

    西二旗车站膜结构由主体膜结构和出入口膜结构两部分组成，结构形式为脊谷式空间张拉膜结构体系；东、西立面上分别布置三角形和梭形排风百叶窗，车站D轴线为昌平线和13号线的分界，此处设置一道通长天沟，其底部用内膜遮盖。西二旗车站膜结构总覆盖面积约为7300m²，外膜展开面积约为13250m²，内膜展开面积约为2000 m²，东立面百叶窗面积约为456 m²。

    该工程采用脊谷式空间张拉膜结构体系，没有大跨度的钢结构构件，使室内外均看不到杂乱的钢结构骨架，建筑造型显得简洁、大方，使建筑形式和结构形式达到了完美的统一。

    昌平线西二旗车站于2009年8月开工建设，2010年12月竣工交验，其中索膜结构施工工期仅为30天，工程质量验收合格，受到监理和业主的一致好评。

西二旗车站膜结构内景

    经济及社会效益分析

    该工法应用的经济及社会效益主要体现在索膜结构所具有的以下几方面的特殊优势上。

    1）更自由的建筑体形塑造。多变的支撑结构和柔性膜材使建筑造型更加多样化，膜面可以很容易做成各种自由形状的光滑曲面，新颖美观，体现出结构清晰受力之美，且色彩丰富，可充分发挥建筑师的想象力，创造出更自由的建筑形体和丰富的建筑语言。

    2）更好的经济效益。膜结构屋面重量仅为常规钢屋架屋面的三十分之一，可显著降低承重结构和基础的造价。同时膜结构奇特的造型和夜景效果有明显的“建筑可识性”和商业效应，其效益价格比更高。

    3）更低的能源消耗。膜材具有一定的透光率，半透明性适当地保证了自然漫射光照明室内，白天可减少灯光照明的强度和时间，能很好地节约能源。

    4）更大的结构跨度。膜结构从根本上克服了传统建筑结构在实现大跨度构造方面所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积。

    5）更好的可靠性。特氟隆膜材是由PTFE涂层和玻璃纤维复合而成。玻璃纤维除了高强度外，就是其极高的不燃性和抗腐蚀能力，同时由于质量和刚度较小，因此抗震性能也很好。

    6）更佳的自洁性。膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时也保证了建筑的使用寿命。

    7）更短的施工周期。膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，在施工现场只进行拼装和张拉，施工机具简单，施工速度快，对周边环境的干扰和影响小，绿色环保施工效益显著。

西二旗车站膜结构夜景

    （北京市政建设集团有限责任公司 供稿）

    注：本文刊载于《市政技术》2015年第6期，第3、4页。