試論張拉膜結構施工技術與工藝

徐驥鵬

摘 要 論述張拉膜結構工程施工的準備事項、工藝流程、施工工藝標準、質量標準、成品保護措施、職業健康安全和環境措施及質量記錄。

關鍵詞 張拉膜;施工技術;工藝

張拉膜廣泛應用在公共設施中，張拉膜結構施工要求精度高，安裝的好壞直接影響著張拉膜結構的使用壽命長短，安裝工藝影響著外觀形象。

1施工準備

①作業人員。焊工、電工、架子工必須持證上崗，膜結構安裝作業人員具備中級工以上操作技能，其他作業人員經安全、質量、技能培訓，滿足作業要求 。

②技術準備。組織作業負責人及作業人員熟悉合同，會審圖紙。計算工程量，編制施工進度計劃，施工機具設備需求計劃，勞動力用量計劃，工藝流程及作業指導書。同現場項目負責人協調具體的基礎定位并經業主、監理、設計相關負責人確認，測量放線。

③材料準備。加工好的成品鋼材料進入指定現場、進行拼裝，嚴格按圖紙要求拼接、吊裝。考察膜結構加工廠，確定膜結構厚度、重量、抗拉強度、抗撕裂強度、透光率等參數符合設計要求。拉索的抗拉強度符合設計規定。

④主要機具。根據施工條件，應合理選用適當的機具設備和輔助用具，以能達到設計要求為基礎原則，兼顧進度、經濟要求。常用機具設備有：攬風繩、手拉葫蘆、電焊機、膜材專用張拉器、便攜式膜材焊接機。

2施工條件

施工現場全體工程的進度狀況滿足張拉膜結構的材料進場條件及施工條件。確認施工范圍的現狀，起重機作業回轉半徑內無正在進行的作業。移除膜結構作業范圍內障礙物，使吊車、貨車等施工車輛可以無障礙進出施工現場。作業范圍內已完工程和結構采取了有效的保護措施。有指定的場所堆放膜布及配件、鋼索。基礎預埋件經驗收合格。施工范圍內場地平整，無積水。

3施工工藝

3.1 主要施工工藝流程。

膜結構安裝工藝流程：

3.2 操作工藝

（1）鋼結構的拼裝

1）現場制作組裝平臺，構件的組對和焊接、在組裝平臺臺架上進行，以保證構件的成形和外觀幾何尺寸。

2）拼裝和焊接時應采用合理的施焊順序，減少焊接產生的內應力。

3）構件因型材變形，應在生產制作前矯正。

4）所有構件在廠內進行噴沙（或機械）除銹，除銹等級為2.5Sa，環氧富鋅底漆兩道，兩道聚氨脂面漆。漆膜總厚度不小于180μm。

5）現場拼裝加工起重工序由租賃的50T汽車吊或履帶吊來配合施工。

6）鋼管拼裝完成后、采用25T的汽車吊，從看臺內面吊裝的方法，并采用局部搭設腳手架相配合的方法。

（2）腳手架的搭設方案

1）本工程腳手架為兩用腳手架，用于鋼架的對接及穩定，以及用于膜的安裝及調整。

2）腳手架的搭設在膜收邊位置的正下方，高度至膜收邊位置正下方0.5米處，腳手架上要用夾板鋪設施工平臺，腳手架要有斜支撐為掃地撐并且保證平臺承重荷載為250kg/㎡。

（3）膜面鋪設

1）根據膜面安裝要求約每隔2到3米放置一定數量的膜面固定材料以及臨時張拉工具。膜面固定材料及臨時張拉工具包括鋁合金壓條，膜面螺旋夾，白色夾具，拉條及卸甲，繩索緊繩機，鋼絲繩緊繩機，緊固鉗和φ14 尼龍繩。

2）將安裝膜面的手工工具分發到各個班組。手工工具包括大力鉗、套筒扳手及帶安全掛鉤的工具袋。

3）首先在工地堆場內平地上拆除膜面包裝箱的頂板及側面板;根據膜面安裝部位確認膜布編號;膜布的外層包裹著很厚的包裝布，每一層折疊有序進行，將膜布從包裝內取出時因按順序打開。吊裝用索具為4根1.5t繩圈。起吊時，為防止繩圈直接接觸膜面造成膜布上產生折痕，應將繩圈從托架內穿過，然后用25t 汽車吊將膜面吊至運輸車上;車輛開行至安裝部位后，利用起重設備將膜布就位至擱置平臺的中心。就位過程中注意膜面的折疊方向，避免出現“調頭”現象。

4）當天風力不大于5 級（風速小于8.2m/s）;且非大雨天的天氣情況下，展開膜布。膜布展開前，應再一次對擱置平臺表面上的夾板面進行檢查，應保證清潔、無污物，并保證無尖銳毛刺，以免造成膜面的損壞或污染。所有參加膜面展開工作的人員，必須穿軟底膠鞋。當膜面被擱置在平臺上后，橫向展開膜面，在膜面前緣每隔2米安裝一個白色夾具，并用繩索緊繩機通過晴綸繩與灰色夾具相連接。在膜面的兩邊緣每隔5 米安裝一個灰色夾具，并用繩索連接夾具。最后，操作工人通過緊繩機牽引膜面 ，兩側工人用繩索拉緊灰色夾具，抖動膜面，輔助膜面的牽引。當膜布縱向基本牽引到位時，將膜布向兩側桁架方向牽引。膜面牽引過程中應注意：① 應由專人負責統一指揮;② 確保膜布的任何處不與鋼結構摩擦造成表面的損壞;③ 保證操作工人的牽引速度同步; ④ 有專門技術人員跟蹤監督。膜布展開時，隨時觀測膜布外觀質量，發現因制作、運輸引起的破損、鉤絲及不可清除的污跡，及時通知有關方面[1-2]。

5）當膜布牽引工作結束后，為防止風的作用造成膜面的損壞，應立即安裝反繩網，反繩網拉設時縱向每隔9米弦拉一道。

（4）膜面張拉

1）膜面安裝完成后，可進行膜面的張拉工作。為防止永久螺栓受到損傷，可采用臨時張拉螺栓對膜面進行張拉。首先用鋼絲繩緊繩器收緊膜面，待調節螺栓有所松動后，即擰緊螺栓。依次重復進行。待緊繩器的張拉力無法滿足時，用扳手直接調整臨時張拉螺栓。總的來說，膜面張拉的程序必須是重復性的，直到的膜面的應力達到設計的要求。依次用永久螺栓調換下臨時張拉螺栓，并用扳手迸緊雙螺帽，滿足設計要求。

2）每塊膜面的張拉周期大約為3天。第一天張拉至設計要求的90%，第二天張拉至設計要求的100%。第三天后繼續對膜面實施張拉，由于在使用過程中膜面會損失一部分的應力，故一般將膜面張拉到設計要求的110%左右為宜。在使用的過程中膜面應力會逐步下降并達到設計要求。

3）膜面的張拉應力控制，以張拉行程和張拉力為數值控制。有經驗的安裝指導通過拍擊膜布，根據膜布發出的聲音，結合張拉行程和張拉力的數值做出張拉是否達到設計要求的結論。

（5）防水膜安裝

張拉工作完成后，進行封口處膜面的封燙。封燙時電熨斗的工作溫度應保持在380℃～400℃之間，這樣才能保證封口處膜面上無燙焦痕跡。封燙時，每處熨燙時間不少于3 分鐘，并且每兩處之間應有2cm 的搭接。熨燙完成待膜面溫度降至常溫后，用專用手器對焊縫進行檢查，不合格處應及時進行補燙。

4工藝質量控制要點及應注意的質量問題

安裝前應檢查支座、鋼構件、拉索間相互連接部位的各項尺寸。支承結構預埋件的允許偏差為±5mm;同一支座地腳螺栓相對位置的允許偏差為±2mm。對地腳螺栓、螺母應進行防銹及防碰撞保護。對臨時連接的部位應采取安全可靠、便于拆卸的固定措施。與膜接觸的鋼板、鋼管、連接板（件）等鋼構件，應保持順直平滑，不得有錯位。拉索施工前應對拉索耳板的方向、尺寸、銷孔等進行檢查，確保耳板與拉索錨具匹配。張拉力偏差不宜大于設計值的10% ，結構位移的偏差應按設計要求確定。

5成品保護措施

膜面安裝完成后，進行膜面的階段驗收工作。驗收工作結束后，非特許不準再上膜面，以免造成膜布表面形成污垢或破損。在縱向兩側邊各留一道登高腳手架，并拆除所有的操作平臺。在登高腳手架上懸掛標志牌，標志牌上用紅色油漆標明“嚴禁”或“禁止”等字樣。派專職監督員進行巡查。督促現場施工人員做好膜面的保護工作[3]。

6職業健康安全、環境保護技術措施

6.1 施工過程危害和控制措施

6.2 環境因素和控制措施

7質量記錄

膜結構施工圖、竣工圖、設計變更文件。膜單元、鋼結構、索結構其他部件制作過程的質量檢驗記錄。膜單元安裝和施加預張力過程的質量檢驗記錄。技術交底記錄、施工組織設計。膜材、鋼材、索及其他材料的產品質量保證書及檢測報告。專業操作人員上崗證書。其他有關文件和記錄。

參考文獻

[1]《膜結構技術規程》（CECS 158：2015）.

[2]《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB 50205.

[3] 于德國，李光軍，艾永，等.膜結構施工技術[J].施工技術，2015（8）：49-52.