大跨度钢管桁架索膜结构施工工艺

中房集团银川房地产开发有限责任公司工程处 黄 波

宁夏建工集团 马虎成

1、工程概况

宁夏亲水体育健身中心工程，水珠大厅结构为钢管结构承重体系+索膜结构屋盖围护结构，水珠大厅索膜结构建筑面积8655m2，单跨长度105m，是目前自治区内单跨长度最大的钢管桁架+索膜结构建筑，整个建筑设计新颖、造型奇特。

2、特点

2.1 技术水平高：适用于大面积、大跨度、高难度索膜结构。

2.2 施工简捷、高效：通过对施工工艺、工序的细化，能有效提高施工进度，节约成本。

3、工艺原理

3.1 膜布工厂制作原理：

利用国内最先进的全自动膜材料加工设备及机械进行加工制作任何复杂形状膜布；利用与全套自动制作设备相匹配的软件程序来保证制作成品的优良。

3.2 膜布现场安装原理：

按照膜布展开示意图，严格按照展开方向及展开顺序，配备专业安装队伍及熟练安装工人，按照工艺、工序安排进行安装，要求膜布安装先局部、后整体。

4、施工工艺流程及操作要点

4.1 膜布工厂制作工艺流程及操作要点：如图1

膜布工厂制作工艺操作要点：

加工工厂场地的清扫及膜材的预处理：作业开始前膜布的加工场地必须清扫干净；作业场地内预备专门的室内工作用鞋，进出作业场地必须更换鞋只；膜材展开场地不得有凹凸及突出物；膜材上有污渍时，请用布、吸滚轮及溶剂等仔细清扫；膜材在搬运及移动时要防止折痕、折纹。

膜布裁剪的操作要求：以设计的裁剪图为基准，标出在膜板加工时必要的折叠宽度、熔接宽度等切割膜材。使用设备为超音波或雷射裁剪机、电脑主机。将裁剪数据及膜材外观综合检查后，得到最佳裁取材料位置，裁剪时注意避开膜材原料上的瑕疵点；将裁剪位置数据输入到自动裁剪机；用雷射裁剪机进行自动膜材标记、切割；裁剪片的确认。

超音波或雷射自动裁剪的标准要求：确认裁剪图与电脑边线后自动裁剪，裁剪线条均匀（曲线、直线）；裁剪速度雷射裁剪机为7m/分，超音波裁剪机为15m/分；自动裁剪误差要求：长度小于等于5m时，误差为±2mm/m，长度小于等于10m时，误差为±4mm/m，长度大于10m时，误差为±8mm/m。

膜材的热熔合操作要求：剪裁好的膜材用热熔合加工机来进行熔合作业。使用设备：热熔合加工机、张力设备，热熔合设备必须具有温度、压力、熔接时间控制在所订范围内，管理性能、条件则依膜材的种类而定。

加工顺序：确认膜板编号、扣件编号、转角编号，准备热熔合的裁剪片；确认膜材重叠方向及熔接宽度；热熔合部位曲率很大或形状很复杂时，使用暂接机暂时固定，粘点间的距离视形状而定；确认热熔合部分没有卷起及断裂等情形后再进行热熔合；在热熔合膜材两端安装张力装置，将张力输入以防止熔接时膜材的热收缩；熔接时，应由温度表上确认温度，同时确认温度列表记录，以便达至双重管理；温度设定不适合时，应立即中止作业，修理缺陷部位并立即确认熔接品质。

膜材打孔、捆包：根据加工图，以油性笔在所定的位置上标出螺栓孔的位置；进行作业前先确定打孔机所定的直径，同时必须进行试打，以确认无缺陷或变形；利用打孔工具进行打孔；以施工时的展开顺序为基础确认折叠方向，为防止膜材发生折痕、折纹等，在各折叠部分适当的放入缓动材料后再进行捆包。

4.2 膜布现场安装工艺流程及操作要点：

膜布现场安装工艺流程

施工前准备工作——安装绳网——搭设膜面临时搁置平台——膜面就位——膜包条状展开——膜包面状展开——拉设膜上绳网——膜面张拉周边固定——拆除膜临时搁置平台——拆除绳网。

图1 工厂加工制作工艺流程图

膜布现场安装施工要点

施工准备：搭设安装脚手架及防护设施，编制脚手架搭设方案，并经过审批，脚手架搭设完成后必须经过验收，验收合格后方可使用。

安装绳网：膜面安装铺设前需安装绳网，作为膜面展开时的依托，本工程绳网材料采用ф14晴纶绳。绳网安装时，纵向每隔3米拉一道绳带，绳索两端通过紧绳机与两端膜结构支架紧密相连；横向绳网拉设时，应在每跨单元内拉设四至五道绳索，绳网安装结束后，通过紧绳机对每道绳索施加足够的力，以避免膜面与钢结构接触。

膜包临时搁置平台：每个膜单元膜面施工前应搭设临时搁置平台，本工程安装平台搭设在三角桁架层顶端位置，安装平台平面尺寸长度应满足一块膜的搁置尺寸（4米×5米）。

膜面就位：膜面就位前的必备条件：结构必须安装完毕，膜结构支架必须完成，并应满足要求；结构整体稳定；相关区域内构件的涂装工程施工完毕；相关区域内的施工准备工作结束。

膜面就位：根据膜面安装部位确认与其相同编号的膜布，利用50T汽车吊进行吊装，起吊时为防止绳圈直接接触膜面造成膜布上产生折痕，应对固定部位进行保护，然后用吊车将膜面直接吊放在钢结构三角桁架已设置好的临时平台上。

膜包展开：膜布展开前，应再一次进行检查，以免造成膜面的损坏或污染。首先将膜面端部标记找出，用人力将膜面牵引展开。其次，操作工人通过紧绳机牵引膜面，两侧工人用绳索拉紧灰色夹具、抖动膜面，辅助膜面的牵引。（如图2、图3、图4 、图5 ）

安装反绳网：当膜布牵引工作结束后，为防止风的作用造成膜面损坏，应立即安装反绳网，反绳网拉设时按纵向每隔8米张拉一道。

边固定：本工程膜结构形式为骨架式膜结构，骨架式膜结构指膜结构中未设置张拉机构，膜面直接固定在膜结构支架上，安装的过程就是膜面张拉的过程，膜面安装完成后达到受力要求。

5、质量控制

5.1 质量控制依据：

施工图纸；《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-86）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；《结构用无缝钢管》（GB/T8162-1999）；《焊接结构用碳素钢铸件》（GB/T7659-1987）；《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；《建筑钢结构焊接技术规程》（JBJ81-2002）；《膜结构技术规程》（CECS158：2004）。

5.2 关键部位、关键工序质量控制：

图2 膜材展开示意图

图3 膜材条状展开

图4 膜材面状展开

图5 膜材完全展开

严把原材料进场质量，制定检测计划，落实检测措施，工程中所用材料均按规定进行复检，检测结果符合要求的方可使用，主材法拉利1202T膜材料检测必须满足表6.1质量验收标准；膜布工厂制作质量控制按《膜结构技术规程》进行主控；膜布安装质量控制：安装前由专业技术人员对作业人员进行技术交底，明确每道工序的质量要求及质量标准；所有参加工程施工人员，应了解每一膜片的连接形势，并在施工前对作业人员进行专业操作培训；膜面安装前对与膜面相关的连接点进行检查，确保无毛剌现象，并对有可能造成膜面破坏的构件进行包盖；安装前必须对所有螺栓孔试钻；膜面安装时应严格按现场安装技术人员的指导进行，膜布安装必须按照安装图，根据捆包编号、打开编号及安装编号顺序逐一进行；周边螺栓固定结束后，要逐一进行检查，保证做到螺栓无缺少、无漏拧；膜面的保护必须要贯穿到从运输、起吊、展开、安装全过程。

5.3 实现质量目标的措施及管理方法：

质量目标是确保工程质量一次验收优良；严格执行ISO9001质量标准，它是确保工程质量的标尺，在整个工程施工过程中，必须确保所含的程序文件正常运行，使工程质量始终处于受控状态，确保工程质量目标实现。