张拉膜结构施工技术

赵宝玉

(山西六建集团有限公司，山西 太原 030024)

随着社会发展，膜结构建筑越来越多，张拉膜结构，由于它具有成本低、施工方便、耐久性强、建筑物美观等特点，近年来在大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等的应用越来越广，已成为这些建筑的主要形式。

1 工程概况

柳林县新高中膜结构体育场看台主体为1层，建筑高度为9.350 m，总建筑面积为201.24 m2，结构设计分A，B，C 三段，结构体系均为现浇钢筋混凝土框架结构，A，B，C三段均为柱下条形基础，其中B段看台设有主席台，主席台平面尺寸为23 400 mm×8 600 mm，分为三跨，每跨跨度为7 800 mm，三跨屋面全部为膜结构体系。

2 技术特点

1)张拉膜结构施工由具有专业资质的分包单位施工，专业人员设计、吊装，有较高的安全性。2)门式架体用膜材与钢结构挑梁拉结，安全可靠。3)按施工流水段进行分跨吊装，便于施工。4)张拉膜结构与轻钢雨篷相比，无需搭架，避免大量利用吊车，加快施工进度。

3 工艺原理

根据安装需要加工制作成的膜成品(膜成品设计时已考虑恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、气压力、温度变化和支座不均匀沉降等作用，膜面的活荷载标准值可取0.5 kN/m)进行预组装，首先在地面铺好铺地膜材，将按图纸技术要求预穿钢索及金属附件，检查合格无误后进行吊装。吊装初步到位进行临时固定后，然后进行膜材整体成形的调整工作，调整工作可用拉紧器调节，调节时预张力水平可控制在3 kN/m～6 kN/m范围内，调完后结构中膜单元内膜面的相对位移应不大于单跨尺寸的1/15。调节到位后，用吊车吊起帽圈与拉杆连接。

4 施工工艺流程和操作要点

4.1 施工工艺流程

钢结构全部安装校验正确无误→钢索全部准备就绪→施工机具、工具准备齐全→所有施工人员、设备、材料均已全部准备就绪→完成安装准备工作的作业平台和作业平台用脚手架→安装边跨节点耳板→穿钢丝绳→固定钢丝绳锚头与节点耳板锚固→吊装边跨膜片→安装第一跨曲面膜片的帽圈及压膜环板→穿钢丝绳→固定锚头→装挂整片曲面膜结构→固定骑马板→第二、三跨膜结构施工→调整节点拉杆→吊装帽圈并与拉杆拉接→涂装完所有钢构件并验收合格→膜结构整体验收。

4.2 操作要求

1)边跨及单跨膜结构安装。2)准备工作。根据运输到场的膜成品进行检查和确认，正确安排好膜盖的安装过程顺序和方位，以免造成错位而影响安装施工工作。依序打开膜材包装，进行必要的金属结构附件、边索锚具的配备情况检查，以及再一次检查和确认安装的膜材方位是否完全符合图纸要求，同时进行吊装机具、工具、材料和人员的一切准备，为下一步的顺利展开吊装争取时间和创造条件。若准备工作不充分或风雨天不具备安装条件时，则不可起吊。按图纸技术要求将根据安装需要加工制作成的膜成品进行预组装，首先在地面铺好铺地膜。检查吊装前各脚手架的支撑和固定是否牢固，以保证施工安全和防止不测。将螺栓、螺母、垫片等零件，要求装在随身准备的专用零件袋中，依序用于安装过程。3)边跨膜材施工。打开边跨膜材，在膜材半圆弧部分安装节点耳板，并用φ12的螺栓固定。然后把钢丝绳端头用黑色胶带裹住(以免划破膜材)穿入膜材，与锚头连接，再将锚头与节点耳板固定，等两边钢丝绳统一穿完成后，再吊装起来与钢结构节点固定。4)单跨膜材施工。在膜材的中间按照设计要求留有500 mm的帽圈孔，把帽圈放在帽圈孔下面，把膜伸入帽圈里侧100 mm左右，然后在上面放上外直径为600 mm的压膜环板，然后将帽圈和压膜环板上面的孔对齐后用φ12的螺栓拧紧。再进行预穿钢丝绳及固定锚头，完成后进行质量自检、互检和专检，合格无误后进行吊装。吊装时四人配合，一人站在主席台安装好的后钢挑梁端部上面用绳子穿上夹板拉紧膜，另一人站在已安装好的前钢挑梁端部上面用绳子穿上夹板拉紧膜，中间一人站在门式脚手架上面拉起膜材，另一人在门式脚手架中间扶起帽圈。吊装初步到位与钢结构临时固定后，沿钢挑梁在边跨膜材和第一跨膜材中间上面用预先制作好的宽160 mm的骑马板下面垫黑色橡胶条压紧膜材，然后穿入φ12的螺栓固定牢固，最后进行膜材整体成形的调整工作。等二、三跨膜按照上述办法整体完成连接固定后，先进行膜边索锚具的调整，最终完成边角索锚具的紧固和锁定，然后进行膜的整体安装调整工作，调整工作可通过拉紧器调节各相关边索的长短、松紧来完成，最后吊装起帽圈，在帽圈两边端头的孔眼穿入螺栓与拉杆拧紧，连接固定后以实现膜结构顶盖的整体效果造型。

5 材料和设备要求

5.1 材料要求

膜材是由高强度纤维织成的基材和聚合物涂层构成的复合材料。其中膜材的主要成分是聚酯纤维织成的高强度织物。膜材的厚度为0.5 mm，质量为100 g/m2。膜材内穿入的钢丝绳应符合GB/T 20118－2006一般用途钢丝绳标准的要求;钢管、扣件应满足JGJ 128－2010建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范的要求。

5.2 设备要求

锚头、节点耳板、帽圈、拉杆、压膜环板、节点拉杆、拉紧器及滑笼尺寸应符合专项施工方案的设计要求。门式脚手架应具有可靠的刚度。

6 质量控制措施

6.1 质量标准

1)膜面不得有渗漏现象，无明显褶皱现象，不得有积水。2)膜面表面应无明显污染串色。3)连接固定节点应紧密牢固、排列整齐。4)缝线无脱落断线，无超张拉现象，膜面均称色泽均匀，排水畅通，封檐严密。5)安装过程中局部拉毛蹭伤尺寸不大于20 mm，且每单元膜体不应超过两个。6)对膜体破损可在现场暂时修补，修补应采用专用工具和工艺进行。

6.2 保证措施

1)质量检验。根据图纸设计要求，对结构进行全面质量跟踪和检验，以确保工程质量符合要求。2)膜的整理和清洁。在膜的安装全过程中，应充分注意对膜表面的洁净进行维护和清理。

7 安全环保措施

1)制定安全环保目标责任制，设立项目经理是安全环保工作的第一责任人。2)门式脚手架在搭拆、使用过程中应严格执行JGJ 128建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范的规定、以及JGJ 59建筑施工安全检查标准中有关门式脚手架的要求。3)加强检查锁臂、搭钩的锁住状态，架杆变形及时处理等。4)吊车吊装帽圈时施工人员站在帽圈上要系上安全带，以免下滑。5)架体安装、拆除作业应在白天进行，遇六级及六级以上大风和雨、雪、雾天应停止脚手架的搭设，拆除及施工作业。6)加强检查和监控工作。7)保证和改善施工现场的环境，要进行综合治理，防止空气、水源、噪声等污染。8)工程安装工作全部结束后，拆除临时设施，清除余料杂物，清扫施工现场。

8 结语

膜结构具有造型轻巧自由、美观，材料高强耐久、安全阻燃，透光、节能、环保，自洁防污性，操作简单，安装快捷等特点，有非常广阔的发展前景。

[1] 季 明，谢晓宇，徐宏顺，等.网球场膜结构工程施工技术[J].钢结构，2012(3):20－21.

[2] 胡 娟，薛 茹.膜结构建筑的特点及应用展望[J].河南建材，2005(1):96－97.