大跨度鋼管桁架索膜結構施工工藝

中房集團銀川房地產開發有限責任公司工程處 黃 波

寧夏建工集團 馬虎成

1、工程概況

寧夏親水體育健身中心工程，水珠大廳結構為鋼管結構承重體系+索膜結構屋蓋圍護結構，水珠大廳索膜結構建筑面積8655m2，單跨長度105m，是目前自治區內單跨長度最大的鋼管桁架+索膜結構建筑，整個建筑設計新穎、造型奇特。

2、特點

2.1 技術水平高：適用于大面積、大跨度、高難度索膜結構。

2.2 施工簡捷、高效：通過對施工工藝、工序的細化，能有效提高施工進度，節約成本。

3、工藝原理

3.1 膜布工廠制作原理：

利用國內最先進的全自動膜材料加工設備及機械進行加工制作任何復雜形狀膜布；利用與全套自動制作設備相匹配的軟件程序來保證制作成品的優良。

3.2 膜布現場安裝原理：

按照膜布展開示意圖，嚴格按照展開方向及展開順序，配備專業安裝隊伍及熟練安裝工人，按照工藝、工序安排進行安裝，要求膜布安裝先局部、后整體。

4、施工工藝流程及操作要點

4.1 膜布工廠制作工藝流程及操作要點：如圖1

膜布工廠制作工藝操作要點：

加工工廠場地的清掃及膜材的預處理：作業開始前膜布的加工場地必須清掃干凈；作業場地內預備專門的室內工作用鞋，進出作業場地必須更換鞋只；膜材展開場地不得有凹凸及突出物；膜材上有污漬時，請用布、吸滾輪及溶劑等仔細清掃；膜材在搬運及移動時要防止折痕、折紋。

膜布裁剪的操作要求：以設計的裁剪圖為基準，標出在膜板加工時必要的折疊寬度、熔接寬度等切割膜材。使用設備為超音波或雷射裁剪機、電腦主機。將裁剪數據及膜材外觀綜合檢查后，得到最佳裁取材料位置，裁剪時注意避開膜材原料上的瑕疵點；將裁剪位置數據輸入到自動裁剪機；用雷射裁剪機進行自動膜材標記、切割；裁剪片的確認。

超音波或雷射自動裁剪的標準要求：確認裁剪圖與電腦邊線后自動裁剪，裁剪線條均勻（曲線、直線）；裁剪速度雷射裁剪機為7m/分，超音波裁剪機為15m/分；自動裁剪誤差要求：長度小于等于5m時，誤差為±2mm/m，長度小于等于10m時，誤差為±4mm/m，長度大于10m時，誤差為±8mm/m。

膜材的熱熔合操作要求：剪裁好的膜材用熱熔合加工機來進行熔合作業。使用設備：熱熔合加工機、張力設備，熱熔合設備必須具有溫度、壓力、熔接時間控制在所訂范圍內，管理性能、條件則依膜材的種類而定。

加工順序：確認膜板編號、扣件編號、轉角編號，準備熱熔合的裁剪片；確認膜材重疊方向及熔接寬度；熱熔合部位曲率很大或形狀很復雜時，使用暫接機暫時固定，粘點間的距離視形狀而定；確認熱熔合部分沒有卷起及斷裂等情形后再進行熱熔合；在熱熔合膜材兩端安裝張力裝置，將張力輸入以防止熔接時膜材的熱收縮；熔接時，應由溫度表上確認溫度，同時確認溫度列表記錄，以便達至雙重管理；溫度設定不適合時，應立即中止作業，修理缺陷部位并立即確認熔接品質。

膜材打孔、捆包：根據加工圖，以油性筆在所定的位置上標出螺栓孔的位置；進行作業前先確定打孔機所定的直徑，同時必須進行試打，以確認無缺陷或變形；利用打孔工具進行打孔；以施工時的展開順序為基礎確認折疊方向，為防止膜材發生折痕、折紋等，在各折疊部分適當的放入緩動材料后再進行捆包。

4.2 膜布現場安裝工藝流程及操作要點：

膜布現場安裝工藝流程

施工前準備工作——安裝繩網——搭設膜面臨時擱置平臺——膜面就位——膜包條狀展開——膜包面狀展開——拉設膜上繩網——膜面張拉周邊固定——拆除膜臨時擱置平臺——拆除繩網。

圖1 工廠加工制作工藝流程圖

膜布現場安裝施工要點

施工準備：搭設安裝腳手架及防護設施，編制腳手架搭設方案，并經過審批，腳手架搭設完成后必須經過驗收，驗收合格后方可使用。

安裝繩網：膜面安裝鋪設前需安裝繩網，作為膜面展開時的依托，本工程繩網材料采用ф14晴綸繩。繩網安裝時，縱向每隔3米拉一道繩帶，繩索兩端通過緊繩機與兩端膜結構支架緊密相連；橫向繩網拉設時，應在每跨單元內拉設四至五道繩索，繩網安裝結束后，通過緊繩機對每道繩索施加足夠的力，以避免膜面與鋼結構接觸。

膜包臨時擱置平臺：每個膜單元膜面施工前應搭設臨時擱置平臺，本工程安裝平臺搭設在三角桁架層頂端位置，安裝平臺平面尺寸長度應滿足一塊膜的擱置尺寸（4米×5米）。

膜面就位：膜面就位前的必備條件：結構必須安裝完畢，膜結構支架必須完成，并應滿足要求；結構整體穩定；相關區域內構件的涂裝工程施工完畢；相關區域內的施工準備工作結束。

膜面就位：根據膜面安裝部位確認與其相同編號的膜布，利用50T汽車吊進行吊裝，起吊時為防止繩圈直接接觸膜面造成膜布上產生折痕，應對固定部位進行保護，然后用吊車將膜面直接吊放在鋼結構三角桁架已設置好的臨時平臺上。

膜包展開：膜布展開前，應再一次進行檢查，以免造成膜面的損壞或污染。首先將膜面端部標記找出，用人力將膜面牽引展開。其次，操作工人通過緊繩機牽引膜面，兩側工人用繩索拉緊灰色夾具、抖動膜面，輔助膜面的牽引。（如圖2、圖3、圖4 、圖5 ）

安裝反繩網：當膜布牽引工作結束后，為防止風的作用造成膜面損壞，應立即安裝反繩網，反繩網拉設時按縱向每隔8米張拉一道。

邊固定：本工程膜結構形式為骨架式膜結構，骨架式膜結構指膜結構中未設置張拉機構，膜面直接固定在膜結構支架上，安裝的過程就是膜面張拉的過程，膜面安裝完成后達到受力要求。

5、質量控制

5.1 質量控制依據：

施工圖紙；《建筑結構設計統一標準》（GBJ68-86）；《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）；《結構用無縫鋼管》（GB/T8162-1999）；《焊接結構用碳素鋼鑄件》（GB/T7659-1987）；《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）；《建筑鋼結構焊接技術規程》（JBJ81-2002）；《膜結構技術規程》（CECS158：2004）。

5.2 關鍵部位、關鍵工序質量控制：

圖2 膜材展開示意圖

圖3 膜材條狀展開

圖4 膜材面狀展開

圖5 膜材完全展開

嚴把原材料進場質量，制定檢測計劃，落實檢測措施，工程中所用材料均按規定進行復檢，檢測結果符合要求的方可使用，主材法拉利1202T膜材料檢測必須滿足表6.1質量驗收標準；膜布工廠制作質量控制按《膜結構技術規程》進行主控；膜布安裝質量控制：安裝前由專業技術人員對作業人員進行技術交底，明確每道工序的質量要求及質量標準；所有參加工程施工人員，應了解每一膜片的連接形勢，并在施工前對作業人員進行專業操作培訓；膜面安裝前對與膜面相關的連接點進行檢查，確保無毛剌現象，并對有可能造成膜面破壞的構件進行包蓋；安裝前必須對所有螺栓孔試鉆；膜面安裝時應嚴格按現場安裝技術人員的指導進行，膜布安裝必須按照安裝圖，根據捆包編號、打開編號及安裝編號順序逐一進行；周邊螺栓固定結束后，要逐一進行檢查，保證做到螺栓無缺少、無漏擰；膜面的保護必須要貫穿到從運輸、起吊、展開、安裝全過程。

5.3 實現質量目標的措施及管理方法：

質量目標是確保工程質量一次驗收優良；嚴格執行ISO9001質量標準，它是確保工程質量的標尺，在整個工程施工過程中，必須確保所含的程序文件正常運行，使工程質量始終處于受控狀態，確保工程質量目標實現。