膜結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝施工技術(shù)

高永林 蘇海紅

張拉式索膜體系由于具有自身重量極輕，自潔功能好，造型輕盈美觀，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，自20世紀(jì)80年代始在國外得到極大發(fā)展，到1995年膜結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用日益增多，規(guī)模較大的膜結(jié)構(gòu)已有130多座，還有為數(shù)眾多的小型建筑乃至建筑小品，隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人們審美意識(shí)的提高，膜結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的建筑造型和風(fēng)格贏得了人們的青睞。備受推崇的北京奧運(yùn)會(huì)游泳館“水立方”。周身上下布滿的大大小小的“氣泡”，就是充分利用了膜結(jié)構(gòu)的柔韌和密封性能優(yōu)良的特點(diǎn)，在兩層膜材間充氣達(dá)成的夢(mèng)幻效果。

昆明理工大學(xué)呈貢校區(qū)網(wǎng)球場(chǎng)采用的是骨架支撐式膜結(jié)構(gòu)，本工程采用德國Technet Gmbh公司開發(fā)的Easy軟件通過Easy-Form模塊(力密度法)進(jìn)行找形分析，上部有拉索補(bǔ)充剛性結(jié)構(gòu)支撐不足，膜材為PVC膜(FERRARL1002T2)，共有四塊組成，室內(nèi)布置四塊標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)球場(chǎng)地及一個(gè)兩層輔助用房，平面投影寬51.468 m，長為98.442m，建筑最高受力點(diǎn)為30.435 m，屋面最低處高11.148 m。整個(gè)結(jié)構(gòu)造型飄逸，與體育建筑風(fēng)格自然融為一體。由于篇幅限制，在這里我們僅介紹膜結(jié)構(gòu)的安裝，對(duì)于膜結(jié)構(gòu)構(gòu)件裁剪制作這里將不做介紹。

1 膜結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝方案

1.1 施工準(zhǔn)備

1)根據(jù)工程需要，需在施工現(xiàn)場(chǎng)單獨(dú)設(shè)置100 m2左右的場(chǎng)地并搭設(shè)臨時(shí)倉庫作為膜面施工時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)堆場(chǎng)，用于堆放膜體及膜結(jié)構(gòu)五金件、膜面安裝工具等，膜倉庫不得與其他倉庫混合使用。

2)膜體在運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)后直接卸放在專用堆場(chǎng)倉庫內(nèi)，由于膜面有專門的木包裝箱，卸車后不要開啟箱蓋，以免造成膜布的損壞，待施工時(shí)，將膜布從箱內(nèi)取出，按施工區(qū)域依次就位。

3)待貨品到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，指派專人在堆場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行值班，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)倉庫的看管工作，保證所有物件完好、不丟失。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)施工

1.2.1 材料進(jìn)場(chǎng)

1)所有進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的材料均必須進(jìn)行材料查驗(yàn);2)材料查驗(yàn)內(nèi)容是檢查膜體質(zhì)量合格證明，根據(jù)進(jìn)場(chǎng)材料清單進(jìn)行數(shù)量、標(biāo)識(shí)及安裝部位的查驗(yàn);3)查驗(yàn)應(yīng)對(duì)膜體及零配件的出廠報(bào)告、產(chǎn)品質(zhì)保書、檢測(cè)報(bào)告以及品種、規(guī)格、色澤、數(shù)量進(jìn)行驗(yàn)收。材料查驗(yàn)的結(jié)果是形成材料進(jìn)場(chǎng)控制質(zhì)量檢查記錄;4)材料查驗(yàn)過程中若發(fā)現(xiàn)有誤或有遺漏應(yīng)通知施工經(jīng)理，組織更正;搭設(shè)膜面擱置平臺(tái);5)每跨膜面施工前應(yīng)搭設(shè)擱置平臺(tái)，搭設(shè)平臺(tái)的主要材料是腳手管件和九夾板，根據(jù)施工工藝，擱置平臺(tái)搭設(shè)在離開膜面安裝最近的位置;6)本工程因每榀單元為一塊膜體，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，可以直接將膜體放置在主體鋼結(jié)構(gòu)上，放置前先在鋼結(jié)構(gòu)部位滿鋪地毯以保護(hù)膜體。

1.2.2 登高腳手

1)現(xiàn)場(chǎng)安裝前應(yīng)設(shè)置登高腳手架，同鋼結(jié)構(gòu)安裝腳手架;2)登高腳手架搭設(shè)時(shí)應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)牢固連接。施工時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整;3)施工操作平臺(tái)，鋼結(jié)構(gòu)上部膜面安裝必須搭設(shè)操作腳手平臺(tái)。平臺(tái)頂面應(yīng)低于安裝面，寬度不小于2 m，并在外側(cè)設(shè)置安全防護(hù)欄桿;4)搭設(shè)腳手平臺(tái)及拉設(shè)安全繩網(wǎng)時(shí)，凡與主體鋼結(jié)構(gòu)接觸的物件，必須用棉布襯墊，防止損壞結(jié)構(gòu)表面油漆;5)平臺(tái)搭設(shè)完成后，外圍均應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)欄桿，施工操作平臺(tái)表面還應(yīng)用竹笆滿鋪;6)腳手平臺(tái)搭設(shè)完成后，應(yīng)由專職安全員進(jìn)行安全檢查，驗(yàn)收合格掛牌后方可使用;7)所有腳手平臺(tái)的搭設(shè)及驗(yàn)收應(yīng)依照《建筑施工普通腳手架安全技術(shù)規(guī)定(試行)》及《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行。

1.2.3 輔助繩網(wǎng)的安裝

1)在膜面鋪設(shè)展開前，必須先安裝繩網(wǎng)，用于膜面安裝時(shí)的臨時(shí)軟支撐，確保膜面不會(huì)掉落或下滑而損壞;2)膜體安裝用繩網(wǎng)一般采用φ14晴綸繩，根據(jù)本工程的跨度及膜體大小，本工程的繩帶間隔相距2 m，并在垂直方向做一聯(lián)系繩;3)通過緊線機(jī)對(duì)繩網(wǎng)進(jìn)行緊固，同時(shí)通過垂直聯(lián)系繩確保繩網(wǎng)的穩(wěn)定和不會(huì)移動(dòng)，保證膜面施工的安全;4)在安裝過程中，需注意對(duì)緊線器的隔離，確保膜面不會(huì)碰到緊線器的尖銳部位而損傷膜面。

1.2.4 膜面鋪設(shè)

1)膜面鋪設(shè)前必須對(duì)膜面提升方案進(jìn)行確認(rèn)，以便將膜面擱置于操作平臺(tái)上;2)膜體外觀質(zhì)量應(yīng)無破損、無明顯折痕、無難于清除的污垢及無明顯色差;3)螺栓、墊圈及鋁合金、不銹鋼壓條無拉傷和銹蝕;4)索、錨具無涂層破壞及銹蝕，纜繩無污損;5)膜的緊固夾板在安裝前必須倒角打磨平整，不應(yīng)有銳角銳邊;6)螺栓不應(yīng)有飛刺、所有與膜體接觸的金屬件不應(yīng)有尖銳棱角;7)當(dāng)下道工序或相鄰工程開始施工時(shí)，對(duì)膜結(jié)構(gòu)已完成部分必須采取保護(hù)措施，防止損壞。無有效保護(hù)措施時(shí)，嚴(yán)禁在膜材周邊2 m范圍內(nèi)做焊接、切削作業(yè);8)根據(jù)膜面安裝要求放置一定數(shù)量的膜面固定材料以及臨時(shí)張拉工具。膜面固定材料及臨時(shí)張拉工具包括專用鋁條，膜面螺旋夾，拉條，鋼絲繩，繩索緊繩機(jī)，鋼絲繩緊繩機(jī)，緊固鉗，大力鉗和尼龍繩等;9)將安裝膜體的手工工具分發(fā)到各個(gè)班組，其中包括大力鉗、套筒扳手及帶安全掛鉤等。

1.2.5 膜面就位

1)在工地堆場(chǎng)內(nèi)平地上拆除膜面包裝箱的頂板及側(cè)面板;2)根據(jù)膜面安裝部位，結(jié)合箱內(nèi)的膜體打包圖及現(xiàn)場(chǎng)施工圖，確認(rèn)相同編號(hào)的膜布;膜布的外層包裹著很厚的地毯，將整個(gè)膜體用地毯包好后用鋼絲繩綁扎好，然后用主吊車將膜布就位至膜面擱置平臺(tái)上。

1.3 膜布展開、安裝

1.3.1 膜面展開必備條件

1)收聽天氣預(yù)報(bào)，當(dāng)天風(fēng)力不大于5級(jí)(風(fēng)速小于8.2 m/s)，且非大雨天;2)繩網(wǎng)的拉設(shè)符合施工組織設(shè)計(jì)的要求;3)所有安膜面展開前應(yīng)先安裝緊固的平板，夾板的間距不應(yīng)大于2 m，根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的跨度大小，調(diào)整夾板中心的間距，夾板的螺栓、螺母必須擰緊到位;4)膜結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，應(yīng)在膜面上安設(shè)爬用安全網(wǎng)，作業(yè)人員必須系安全帶。在安裝過程中，作業(yè)人員在膜面上行走時(shí)應(yīng)穿軟底鞋，不應(yīng)佩掛鑰匙等硬物;5)鋼結(jié)構(gòu)必須安裝完畢，膜結(jié)構(gòu)支架必須安裝完成，并應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求;6)安裝區(qū)域內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)必須完成結(jié)構(gòu)涂裝;7)結(jié)構(gòu)整體是安全、穩(wěn)定的;8)膜面安裝技術(shù)指導(dǎo)抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況全面檢查后同意開工;9)報(bào)監(jiān)完成并接收到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師下發(fā)的開工單;10)全設(shè)施及操作平臺(tái)符合施工組織設(shè)計(jì)的要求;11)膜布展開前，應(yīng)再一次對(duì)擱置平臺(tái)表面上的九夾板板面進(jìn)行檢查，應(yīng)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;12)所有參加膜面展開工作的人員，必須穿軟底膠鞋。

1.3.2 膜面安裝

1)當(dāng)膜面被擱置在平臺(tái)上后，橫向展開膜面，邊展開膜面邊安裝專用鋁條，慢慢將膜邊穿進(jìn)已經(jīng)安裝好的鋁條孔中，通過手拉葫蘆和緊繩機(jī)的輔助將膜體從鋼結(jié)構(gòu)的一頭慢慢地向另一頭張拉，直到安裝基本到位。

2)膜面牽引過程中應(yīng)注意:a.應(yīng)由專人負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮;b.確保膜布的任何處不與鋼結(jié)構(gòu)相接觸;c.保證操作工人牽引速度同步;d.有專門技術(shù)人員跟蹤監(jiān)督。

3)膜布展開時(shí)，隨時(shí)觀測(cè)膜布外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)因制作引起的破損、鉤絲及不可清除的污跡，及時(shí)通知有關(guān)方面。

4)調(diào)整膜布時(shí)，必須使膜布中心與鋼結(jié)構(gòu)中心位置相一致，然后進(jìn)行膜布周邊固定工作。

5)膜布安裝時(shí)，操作工人的手套必須是干凈的、無油污的;鞋子必須是軟底膠鞋;安裝工具放置時(shí)一定要平穩(wěn)擺放，使用時(shí)必須做到是安全的、可控制的;小工具必須放置在工具包內(nèi)。膜面安裝完成后保證膜布不破損，表面不被污濁。

6)安裝反繩網(wǎng)，當(dāng)膜布牽引工作結(jié)束后，為防止風(fēng)的作用造成膜面的損壞，應(yīng)立即安裝反繩網(wǎng)，反繩網(wǎng)拉設(shè)時(shí)縱向每隔4 m弦拉一道。

1.3.3 膜面的張拉

1)膜面安裝完成后，可進(jìn)行膜面的張拉工作。為防止永久螺栓受到損傷，可采用臨時(shí)張拉螺栓對(duì)膜面進(jìn)行張拉。首先用鋼絲繩緊繩器收緊膜面，待調(diào)節(jié)螺栓有所松動(dòng)后，即擰緊螺栓。依次重復(fù)進(jìn)行。待緊繩器的張拉力無法滿足時(shí)，用扳手直接調(diào)整臨時(shí)張拉螺栓。

2)總的來說，膜面張拉的程序必須是重復(fù)性的，直到膜面的應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

3)依次用永久螺栓調(diào)換下臨時(shí)張拉螺栓，并用扳手迸緊雙螺帽，滿足設(shè)計(jì)要求。

4)膜面的張拉應(yīng)力控制，以張拉行程和張拉力為數(shù)值控制。有經(jīng)驗(yàn)的安裝指導(dǎo)通過拍擊膜布，根據(jù)膜布發(fā)出的聲音，結(jié)合張拉行程和張拉力的數(shù)值作出張拉是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。也可以采用膜面專用應(yīng)力測(cè)試儀器，它能準(zhǔn)確的反映膜面經(jīng)向、緯向的應(yīng)力值，在多個(gè)工程的實(shí)際操作中，通過與安裝指導(dǎo)提供的理論數(shù)據(jù)的對(duì)比，達(dá)到了很高的準(zhǔn)確率。

2 結(jié)語

膜結(jié)構(gòu)作為一種新型結(jié)構(gòu)，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗震性能好，高透光性、自潔性能好的特點(diǎn)，其綜合成本要比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)低并且可以節(jié)約大量用于照明電能。在能源日益緊張的今天，膜結(jié)構(gòu)很好的解決了節(jié)能問題，因此膜結(jié)構(gòu)在今后必將得到大力發(fā)展，然而由于膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用時(shí)間較短，對(duì)于膜結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)我們?nèi)孕璨粩嗟奶剿骱涂偨Y(jié)，使其不斷系統(tǒng)化，規(guī)范化。

［1］ 《建筑施工手冊(cè)》編寫組.建筑施工手冊(cè)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］ 膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［M］.北京:中國計(jì)劃出版社，2004.