PTFE膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故及通病防治探討

楊東赤 楊之飛

摘 要：本文對PTFE膜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故及通病進行探討，分析產(chǎn)生的根本原因，并針對此問題提出合理化的建議。

關(guān)鍵詞：車站;膜結(jié)構(gòu);質(zhì)量通病;PTFE

1 PTFE膜結(jié)構(gòu)簡述

PTFE膜結(jié)構(gòu)又叫張拉膜結(jié)構(gòu)，其造型優(yōu)美、新奇，最大特點是：重量輕、抗拉強度高、防火難燃、自我清潔能力好，抗紫外線、抗疲勞破壞、 抗扭轉(zhuǎn)彎曲、使用時間久。具有高透光性，吸收熱量少。根據(jù)以上膜結(jié)構(gòu)的許多優(yōu)點，使得其被廣泛使用于車站、廣場、機場等設(shè)施中。

雖然PTFE膜結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，但是在膜結(jié)構(gòu)工程實踐中發(fā)生的工程事故和暴露出來的質(zhì)量通病不得不引起人們的重視。從外型設(shè)計、細部結(jié)構(gòu)設(shè)計、裁剪設(shè)計，到加工制作、安裝張拉及建成后的使用維護等等，每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能影響到膜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，甚至造成工程事故。本人根據(jù)現(xiàn)場工作經(jīng)驗以及收集到的大量資料，分析PTFE膜機構(gòu)質(zhì)量事故與通病發(fā)生的原因，并提出了一些針對性對策，希望對避免PTFE膜機構(gòu)出現(xiàn)類似質(zhì)量事故有所助益。

2 PTFE膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故或通病及產(chǎn)生的原因分析

PTFE膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故主要有強風(fēng)作用膜面開裂，膜結(jié)構(gòu)坍塌、積水變形等。

2.1 強暴風(fēng)等惡劣天氣作用下膜面開裂

膜面在強暴風(fēng)等惡劣天氣作用下出現(xiàn)膜面開裂的現(xiàn)象時有發(fā)生，很多與膜面張力不足有關(guān)。膜面不夠平整，或拉力不夠，或膜面松弛后沒有及時進行二次張拉，導(dǎo)致膜面的整體剛度很低，在強風(fēng)作用下容易出現(xiàn)大幅度的擺動導(dǎo)致膜面被撕裂或在擺動過程中撞擊到其他構(gòu)件而發(fā)生破壞，也可能造成膜面在強暴風(fēng)等惡劣天氣作用下被撕裂。

2.2 嚴重積水導(dǎo)致膜面變形進而引起撕裂

膜面嚴重積水是膜面撕裂的一個重要原因。膜面的嚴重積水相當(dāng)于局部超重荷載，膜面抵抗荷載的能力由施加的膜面預(yù)拉力提供，如果膜面提供的預(yù)拉力不足，抵抗荷載的的能力有限，膜面非常容易產(chǎn)生積水，隨著積水量的增加膜面最終會撕裂。

2.3 張拉不當(dāng)造成膜面撕裂

在張拉膜面時，如果施加的力偏向一側(cè)會造成張拉不均勻，或加載的速度過快，或張拉力過大、膜面應(yīng)力超過材料張拉強度都非常有可能造成膜面撕裂，出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題。

2.4 由于連接構(gòu)件失效導(dǎo)致破壞

連接構(gòu)件是膜面與主體鋼結(jié)構(gòu)相連接的重要構(gòu)件。連接構(gòu)件的破壞形式主要有連接構(gòu)件斷裂或者構(gòu)件嚴重銹蝕失去錨固功能，如果不及時處理，隨著膜面與結(jié)構(gòu)斷開連接長度越來越大導(dǎo)致膜面整體失去穩(wěn)定性、膜面從空中掉落等嚴重后果。

2.5 膜面色差

不同批次甚至同一批次的膜面肯定會存在色差，膜面在裁剪時應(yīng)加以區(qū)別并讓過色差較大的部位，否則會影響到結(jié)構(gòu)的美觀，不過PTFE膜如果經(jīng)過半年左右的陽關(guān)照射，通常膜面會變白，色差變小。

3 膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故及通病防治策略

根據(jù)以上列舉的破壞形式和分析其產(chǎn)生的原因，可以采取以下措施以防止質(zhì)量事故，減少質(zhì)量通病，提高膜結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。

3.1 防止膜面被撕裂

為避免膜面被撕裂，膜面在預(yù)拉應(yīng)力的情況下應(yīng)具有足夠的剛度;對發(fā)生松弛的膜面要及時進行二次張拉。膜面節(jié)點邊緣在節(jié)點板處的切口應(yīng)開成圓角，且膜面節(jié)點要有足夠的轉(zhuǎn)動空間，以防止在暴風(fēng)等惡劣天氣作用下膜面產(chǎn)生過大應(yīng)力集中和變形。

膜面在張拉過程要循序漸進，并密切監(jiān)測膜面的變形情況，避免應(yīng)力過于集中或張拉力過度產(chǎn)生拉裂或者張拉調(diào)節(jié)不當(dāng)而在膜面留下過多褶皺等;膜面如開裂或者其他情況應(yīng)及時修補，否則不但會影響美觀和防水，膜面的裂縫會在張力作用下進一步發(fā)展變大;張拉的膜面的預(yù)張力應(yīng)達到設(shè)計要求，松弛的膜面應(yīng)及時進行二次張拉，發(fā)生膜面積水要及時人工協(xié)助排水，并采取相應(yīng)的補救措施。

3.2 避免制作加工或者修補產(chǎn)生缺陷

制作加工缺陷包含膜結(jié)構(gòu)制作加工中的缺陷和鋼結(jié)構(gòu)及連接件制作加工中的缺陷兩方面。膜結(jié)構(gòu)施工過程前一定清理膜面和周圍環(huán)境，保證作業(yè)場地應(yīng)清潔無塵，避免在焊縫處出現(xiàn)臟痕;膜面防護到位，不要在地面或者其他構(gòu)筑物上拖動導(dǎo)致磨損、劃破、局部開裂;施工過程中嚴格控制焊接質(zhì)量，采用張拉焊接，由熟練工應(yīng)嚴格按作業(yè)指導(dǎo)書進行，避免焊縫脫落及溫度和加溫時間控制不當(dāng)導(dǎo)致膜面局部被燒焦。鋼結(jié)構(gòu)及連接件的通病主要是是精度不夠及表面不夠光滑等。

膜結(jié)構(gòu)的金屬構(gòu)件應(yīng)有防腐措施，金屬構(gòu)件應(yīng)考慮銹蝕的影響留有一定的余量，盡可能選用不銹鋼材料制成的構(gòu)件。

4 結(jié)語

雖然膜結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速，但與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，膜結(jié)構(gòu)的工程數(shù)量還較少，經(jīng)驗豐富的制作及安裝工人較難找。已完工程要及時觀察膜結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)膜面部分開裂及構(gòu)件銹蝕應(yīng)及時派人進行修補，并在修補過程中嚴格按照技術(shù)文件執(zhí)行，避免造成二次傷害，否則隨著時間的推移膜面開裂越來越大，可能造成嚴重的質(zhì)量事故和經(jīng)濟損失。本文就膜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故和質(zhì)量通病防治進行分析，探討在膜結(jié)構(gòu)建造過程中避免質(zhì)量事故、提高工程質(zhì)量辦法。本文旨在引起相關(guān)工程人員對膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題予以重視。

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