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纵贯世博园区的世博轴,可谓是园区内最大的永久性单体工程。安装在世博轴顶部的索膜结构由69块巨大的白色膜布拼装组成,其总长约840米,宽约97米,面积达6.8万平方米。世博轴上方巨大的膜布厚度仅为1毫米,但其设计张拉力每米达5吨,是当今世界强度最高的膜材,使用寿命达30年。
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“世博轴上的膜结构不光可避雨,还可遮阳。由于膜材质的高度自洁性,乳白的膜体不但不会变黄变黑,反而会在阳光下产生化学反应,变得越发白皙。”这些膜布是由特殊的玻璃纤维制成,不仅不会变色,而且还有超强的自洁功能。“在世博会举办期间,这些膜布根本用不着人工去打理,只要下雨就可以轻松将上面依附的灰尘冲刷干净。”据了解,膜结构在上海并非是*一次大规模使用,早在1997年建设的八万人体育场,使用的就是相同类型的材料,而随后出现的虹口体育场、f1赛车场等,也都出现了它的身影。不过,和这些相比,运用在世博轴上的膜布技术更为先进。“更轻,但抗风及伸展能力更强。”
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负责结构设计的工程师必须预先给出施工完成后的预应力水平,以便在结构建成后进行核实。而且工程师也必须确定每隔多长时间用何种方式量测一次预应力水平。预应力水平监测既可以通过推动膜材或者感觉扣带(非常小的结构)对侧向位移的抵抗力等简单方法得到,也可以通过张力计、测压元件或者几何测量的方式进行现场测试得到。何时需要对结构实施二次张拉由维护设计确定的预应力水平决定。只有设计了可调节的部件(比如:索头的花篮螺栓、支承柱的伸缩杆等)才可能实现二次张拉。很多结构都被设计成使用寿命内能够保持最小预应力。二次张拉常常不能实现。对于这种情况,双轴测试和膜材裁剪的长度补偿及加工制作中的容差控制都应该予以特别重视或采用特殊方法。
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