试论张拉膜结构施工技术与工艺

徐骥鹏

摘 要 论述张拉膜结构工程施工的准备事项、工艺流程、施工工艺标准、质量标准、成品保护措施、职业健康安全和环境措施及质量记录。

关键词 张拉膜;施工技术;工艺

张拉膜广泛应用在公共设施中，张拉膜结构施工要求精度高，安装的好坏直接影响着张拉膜结构的使用寿命长短，安装工艺影响着外观形象。

1施工准备

①作业人员。焊工、电工、架子工必须持证上岗，膜结构安装作业人员具备中级工以上操作技能，其他作业人员经安全、质量、技能培训，满足作业要求 。

②技术准备。组织作業负责人及作业人员熟悉合同，会审图纸。计算工程量，编制施工进度计划，施工机具设备需求计划，劳动力用量计划，工艺流程及作业指导书。同现场项目负责人协调具体的基础定位并经业主、监理、设计相关负责人确认，测量放线。

③材料准备。加工好的成品钢材料进入指定现场、进行拼装，严格按图纸要求拼接、吊装。考察膜结构加工厂，确定膜结构厚度、重量、抗拉强度、抗撕裂强度、透光率等参数符合设计要求。拉索的抗拉强度符合设计规定。

④主要机具。根据施工条件，应合理选用适当的机具设备和辅助用具，以能达到设计要求为基础原则，兼顾进度、经济要求。常用机具设备有：揽风绳、手拉葫芦、电焊机、膜材专用张拉器、便携式膜材焊接机。

2施工条件

施工现场全体工程的进度状况满足张拉膜结构的材料进场条件及施工条件。确认施工范围的现状，起重机作业回转半径内无正在进行的作业。移除膜结构作业范围内障碍物，使吊车、货车等施工车辆可以无障碍进出施工现场。作业范围内已完工程和结构采取了有效的保护措施。有指定的场所堆放膜布及配件、钢索。基础预埋件经验收合格。施工范围内场地平整，无积水。

3施工工艺

3.1 主要施工工艺流程。

膜结构安装工艺流程：

3.2 操作工艺

（1）钢结构的拼装

1）现场制作组装平台，构件的组对和焊接、在组装平台台架上进行，以保证构件的成形和外观几何尺寸。

2）拼装和焊接时应采用合理的施焊顺序，减少焊接产生的内应力。

3）构件因型材变形，应在生产制作前矫正。

4）所有构件在厂内进行喷沙（或机械）除锈，除锈等级为2.5Sa，环氧富锌底漆两道，两道聚氨脂面漆。漆膜总厚度不小于180μm。

5）现场拼装加工起重工序由租赁的50T汽车吊或履带吊来配合施工。

6）钢管拼装完成后、采用25T的汽车吊，从看台内面吊装的方法，并采用局部搭设脚手架相配合的方法。

（2）脚手架的搭设方案

1）本工程脚手架为两用脚手架，用于钢架的对接及稳定，以及用于膜的安装及调整。

2）脚手架的搭设在膜收边位置的正下方，高度至膜收边位置正下方0.5米处，脚手架上要用夹板铺设施工平台，脚手架要有斜支撑为扫地撑并且保证平台承重荷载为250kg/㎡。

（3）膜面铺设

1）根据膜面安装要求约每隔2到3米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铝合金压条，膜面螺旋夹，白色夹具，拉条及卸甲，绳索紧绳机，钢丝绳紧绳机，紧固钳和φ14 尼龙绳。

2）将安装膜面的手工工具分发到各个班组。手工工具包括大力钳、套筒扳手及带安全挂钩的工具袋。

3）首先在工地堆场内平地上拆除膜面包装箱的顶板及侧面板;根据膜面安装部位确认膜布编号;膜布的外层包裹着很厚的包装布，每一层折叠有序进行，将膜布从包装内取出时因按顺序打开。吊装用索具为4根1.5t绳圈。起吊时，为防止绳圈直接接触膜面造成膜布上产生折痕，应将绳圈从托架内穿过，然后用25t 汽车吊将膜面吊至运输车上;车辆开行至安装部位后，利用起重设备将膜布就位至搁置平台的中心。就位过程中注意膜面的折叠方向，避免出现“调头”现象。

4）当天风力不大于5 级（风速小于8.2m/s）;且非大雨天的天气情况下，展开膜布。膜布展开前，应再一次对搁置平台表面上的夹板面进行检查，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。所有参加膜面展开工作的人员，必须穿软底胶鞋。当膜面被搁置在平台上后，横向展开膜面，在膜面前缘每隔2米安装一个白色夹具，并用绳索紧绳机通过晴纶绳与灰色夹具相连接。在膜面的两边缘每隔5 米安装一个灰色夹具，并用绳索连接夹具。最后，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。当膜布纵向基本牵引到位时，将膜布向两侧桁架方向牵引。膜面牵引过程中应注意：① 应由专人负责统一指挥;② 确保膜布的任何处不与钢结构摩擦造成表面的损坏;③ 保证操作工人的牵引速度同步; ④ 有专门技术人员跟踪监督。膜布展开时，随时观测膜布外观质量，发现因制作、运输引起的破损、钩丝及不可清除的污迹，及时通知有关方面[1-2]。

5）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9米弦拉一道。

（4）膜面张拉

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。总的来说，膜面张拉的程序必须是重复性的，直到的膜面的应力达到设计的要求。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。

2）每块膜面的张拉周期大约为3天。第一天张拉至设计要求的90%，第二天张拉至设计要求的100%。第三天后继续对膜面实施张拉，由于在使用过程中膜面会损失一部分的应力，故一般将膜面张拉到设计要求的110%左右为宜。在使用的过程中膜面应力会逐步下降并达到设计要求。

3）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做出张拉是否达到设计要求的结论。

（5）防水膜安装

张拉工作完成后，进行封口处膜面的封烫。封烫时电熨斗的工作温度应保持在380℃～400℃之间，这样才能保证封口处膜面上无烫焦痕迹。封烫时，每处熨烫时间不少于3 分钟，并且每两处之间应有2cm 的搭接。熨烫完成待膜面温度降至常温后，用专用手器对焊缝进行检查，不合格处应及时进行补烫。

4工艺质量控制要点及应注意的质量问题

安装前应检查支座、钢构件、拉索间相互连接部位的各项尺寸。支承结构预埋件的允许偏差为±5mm;同一支座地脚螺栓相对位置的允许偏差为±2mm。对地脚螺栓、螺母应进行防锈及防碰撞保护。对临时连接的部位应采取安全可靠、便于拆卸的固定措施。与膜接触的钢板、钢管、连接板（件）等钢构件，应保持顺直平滑，不得有错位。拉索施工前应对拉索耳板的方向、尺寸、销孔等进行检查，确保耳板与拉索锚具匹配。张拉力偏差不宜大于设计值的10% ，結构位移的偏差应按设计要求确定。

5成品保护措施

膜面安装完成后，进行膜面的阶段验收工作。验收工作结束后，非特许不准再上膜面，以免造成膜布表面形成污垢或破损。在纵向两侧边各留一道登高脚手架，并拆除所有的操作平台。在登高脚手架上悬挂标志牌，标志牌上用红色油漆标明“严禁”或“禁止”等字样。派专职监督员进行巡查。督促现场施工人员做好膜面的保护工作[3]。

6职业健康安全、环境保护技术措施

6.1 施工过程危害和控制措施

6.2 环境因素和控制措施

7质量记录

膜结构施工图、竣工图、设计变更文件。膜单元、钢结构、索结构其他部件制作过程的质量检验记录。膜单元安装和施加预张力过程的质量检验记录。技术交底记录、施工组织设计。膜材、钢材、索及其他材料的产品质量保证书及检测报告。专业操作人员上岗证书。其他有关文件和记录。

参考文献

[1]《膜结构技术规程》（CECS 158：2015）.

[2]《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205.

[3] 于德国，李光军，艾永，等.膜结构施工技术[J].施工技术，2015（8）：49-52.