膜结构构件安装施工技术

高永林 苏海红

张拉式索膜体系由于具有自身重量极轻，自洁功能好，造型轻盈美观，安装方便等优点，自20世纪80年代始在国外得到极大发展，到1995年膜结构在我国的应用日益增多，规模较大的膜结构已有130多座，还有为数众多的小型建筑乃至建筑小品，随着国民经济的持续发展和人们审美意识的提高，膜结构以其独特的建筑造型和风格赢得了人们的青睐。备受推崇的北京奥运会游泳馆“水立方”。周身上下布满的大大小小的“气泡”，就是充分利用了膜结构的柔韧和密封性能优良的特点，在两层膜材间充气达成的梦幻效果。

昆明理工大学呈贡校区网球场采用的是骨架支撑式膜结构，本工程采用德国Technet Gmbh公司开发的Easy软件通过Easy-Form模块(力密度法)进行找形分析，上部有拉索补充刚性结构支撑不足，膜材为PVC膜(FERRARL1002T2)，共有四块组成，室内布置四块标准网球场地及一个两层辅助用房，平面投影宽51.468 m，长为98.442m，建筑最高受力点为30.435 m，屋面最低处高11.148 m。整个结构造型飘逸，与体育建筑风格自然融为一体。由于篇幅限制，在这里我们仅介绍膜结构的安装，对于膜结构构件裁剪制作这里将不做介绍。

1 膜结构构件安装方案

1.1 施工准备

1)根据工程需要，需在施工现场单独设置100 m2左右的场地并搭设临时仓库作为膜面施工时的现场堆场，用于堆放膜体及膜结构五金件、膜面安装工具等，膜仓库不得与其他仓库混合使用。

2)膜体在运输至施工现场后直接卸放在专用堆场仓库内，由于膜面有专门的木包装箱，卸车后不要开启箱盖，以免造成膜布的损坏，待施工时，将膜布从箱内取出，按施工区域依次就位。

3)待货品到达现场后，指派专人在堆场内进行值班，负责现场仓库的看管工作，保证所有物件完好、不丢失。

1.2 现场施工

1.2.1 材料进场

1)所有进入施工现场的材料均必须进行材料查验;2)材料查验内容是检查膜体质量合格证明，根据进场材料清单进行数量、标识及安装部位的查验;3)查验应对膜体及零配件的出厂报告、产品质保书、检测报告以及品种、规格、色泽、数量进行验收。材料查验的结果是形成材料进场控制质量检查记录;4)材料查验过程中若发现有误或有遗漏应通知施工经理，组织更正;搭设膜面搁置平台;5)每跨膜面施工前应搭设搁置平台，搭设平台的主要材料是脚手管件和九夹板，根据施工工艺，搁置平台搭设在离开膜面安装最近的位置;6)本工程因每榀单元为一块膜体，根据结构布置，可以直接将膜体放置在主体钢结构上，放置前先在钢结构部位满铺地毯以保护膜体。

1.2.2 登高脚手

1)现场安装前应设置登高脚手架，同钢结构安装脚手架;2)登高脚手架搭设时应与主体结构牢固连接。施工时可根据现场情况调整;3)施工操作平台，钢结构上部膜面安装必须搭设操作脚手平台。平台顶面应低于安装面，宽度不小于2 m，并在外侧设置安全防护栏杆;4)搭设脚手平台及拉设安全绳网时，凡与主体钢结构接触的物件，必须用棉布衬垫，防止损坏结构表面油漆;5)平台搭设完成后，外围均应设置安全防护栏杆，施工操作平台表面还应用竹笆满铺;6)脚手平台搭设完成后，应由专职安全员进行安全检查，验收合格挂牌后方可使用;7)所有脚手平台的搭设及验收应依照《建筑施工普通脚手架安全技术规定(试行)》及《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》进行。

1.2.3 辅助绳网的安装

1)在膜面铺设展开前，必须先安装绳网，用于膜面安装时的临时软支撑，确保膜面不会掉落或下滑而损坏;2)膜体安装用绳网一般采用φ14晴纶绳，根据本工程的跨度及膜体大小，本工程的绳带间隔相距2 m，并在垂直方向做一联系绳;3)通过紧线机对绳网进行紧固，同时通过垂直联系绳确保绳网的稳定和不会移动，保证膜面施工的安全;4)在安装过程中，需注意对紧线器的隔离，确保膜面不会碰到紧线器的尖锐部位而损伤膜面。

1.2.4 膜面铺设

1)膜面铺设前必须对膜面提升方案进行确认，以便将膜面搁置于操作平台上;2)膜体外观质量应无破损、无明显折痕、无难于清除的污垢及无明显色差;3)螺栓、垫圈及铝合金、不锈钢压条无拉伤和锈蚀;4)索、锚具无涂层破坏及锈蚀，缆绳无污损;5)膜的紧固夹板在安装前必须倒角打磨平整，不应有锐角锐边;6)螺栓不应有飞刺、所有与膜体接触的金属件不应有尖锐棱角;7)当下道工序或相邻工程开始施工时，对膜结构已完成部分必须采取保护措施，防止损坏。无有效保护措施时，严禁在膜材周边2 m范围内做焊接、切削作业;8)根据膜面安装要求放置一定数量的膜面固定材料以及临时张拉工具。膜面固定材料及临时张拉工具包括专用铝条，膜面螺旋夹，拉条，钢丝绳，绳索紧绳机，钢丝绳紧绳机，紧固钳，大力钳和尼龙绳等;9)将安装膜体的手工工具分发到各个班组，其中包括大力钳、套筒扳手及带安全挂钩等。

1.2.5 膜面就位

1)在工地堆场内平地上拆除膜面包装箱的顶板及侧面板;2)根据膜面安装部位，结合箱内的膜体打包图及现场施工图，确认相同编号的膜布;膜布的外层包裹着很厚的地毯，将整个膜体用地毯包好后用钢丝绳绑扎好，然后用主吊车将膜布就位至膜面搁置平台上。

1.3 膜布展开、安装

1.3.1 膜面展开必备条件

1)收听天气预报，当天风力不大于5级(风速小于8.2 m/s)，且非大雨天;2)绳网的拉设符合施工组织设计的要求;3)所有安膜面展开前应先安装紧固的平板，夹板的间距不应大于2 m，根据膜结构的跨度大小，调整夹板中心的间距，夹板的螺栓、螺母必须拧紧到位;4)膜结构安装时，应在膜面上安设爬用安全网，作业人员必须系安全带。在安装过程中，作业人员在膜面上行走时应穿软底鞋，不应佩挂钥匙等硬物;5)钢结构必须安装完毕，膜结构支架必须安装完成，并应满足设计要求;6)安装区域内的钢结构或其他结构必须完成结构涂装;7)结构整体是安全、稳定的;8)膜面安装技术指导抵达现场，对现场情况全面检查后同意开工;9)报监完成并接收到现场监理工程师下发的开工单;10)全设施及操作平台符合施工组织设计的要求;11)膜布展开前，应再一次对搁置平台表面上的九夹板板面进行检查，应保证清洁、无污物，并保证无尖锐毛刺，以免造成膜面的损坏或污染;12)所有参加膜面展开工作的人员，必须穿软底胶鞋。

1.3.2 膜面安装

1)当膜面被搁置在平台上后，横向展开膜面，边展开膜面边安装专用铝条，慢慢将膜边穿进已经安装好的铝条孔中，通过手拉葫芦和紧绳机的辅助将膜体从钢结构的一头慢慢地向另一头张拉，直到安装基本到位。

2)膜面牵引过程中应注意:a.应由专人负责统一指挥;b.确保膜布的任何处不与钢结构相接触;c.保证操作工人牵引速度同步;d.有专门技术人员跟踪监督。

3)膜布展开时，随时观测膜布外观质量，发现因制作引起的破损、钩丝及不可清除的污迹，及时通知有关方面。

4)调整膜布时，必须使膜布中心与钢结构中心位置相一致，然后进行膜布周边固定工作。

5)膜布安装时，操作工人的手套必须是干净的、无油污的;鞋子必须是软底胶鞋;安装工具放置时一定要平稳摆放，使用时必须做到是安全的、可控制的;小工具必须放置在工具包内。膜面安装完成后保证膜布不破损，表面不被污浊。

6)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的损坏，应立即安装反绳网，反绳网拉设时纵向每隔4 m弦拉一道。

1.3.3 膜面的张拉

1)膜面安装完成后，可进行膜面的张拉工作。为防止永久螺栓受到损伤，可采用临时张拉螺栓对膜面进行张拉。首先用钢丝绳紧绳器收紧膜面，待调节螺栓有所松动后，即拧紧螺栓。依次重复进行。待紧绳器的张拉力无法满足时，用扳手直接调整临时张拉螺栓。

2)总的来说，膜面张拉的程序必须是重复性的，直到膜面的应力达到设计的要求。

3)依次用永久螺栓调换下临时张拉螺栓，并用扳手迸紧双螺帽，满足设计要求。

4)膜面的张拉应力控制，以张拉行程和张拉力为数值控制。有经验的安装指导通过拍击膜布，根据膜布发出的声音，结合张拉行程和张拉力的数值作出张拉是否达到设计要求的结论。也可以采用膜面专用应力测试仪器，它能准确的反映膜面经向、纬向的应力值，在多个工程的实际操作中，通过与安装指导提供的理论数据的对比，达到了很高的准确率。

2 结语

膜结构作为一种新型结构，具有轻质、高强、抗震性能好，高透光性、自洁性能好的特点，其综合成本要比传统结构低并且可以节约大量用于照明电能。在能源日益紧张的今天，膜结构很好的解决了节能问题，因此膜结构在今后必将得到大力发展，然而由于膜结构应用时间较短，对于膜结构的施工技术我们仍需不断的探索和总结，使其不断系统化，规范化。

［1］ 《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2003.

［2］ 膜结构技术规程［M］.北京:中国计划出版社，2004.