張拉膜結構體系施工技術的研究

李竹強

（山西三建集團有限公司 046000）

張拉式膜結構就是以鋼索、鋼結構構件等為邊界，通過張拉邊界或頂升飛柱等手段給膜面施加壓力，維持設計的形狀并承受荷載。它是集建筑學、結構力學、化工學、材料學及計算機學為一體的高科技工程，通常張拉膜結構包括馬鞍形、圓錐形（傘形）、拱支承形、脊谷式等，因此，它憑借獨特的性能和強烈的視覺沖擊效果，很快被人們所親睞，從而推動建筑業有條不紊的發展。

1 結構特征

張拉膜結構是目前建筑業發展最具有代表性的建筑結構形式，其膜材自身具有的優越性能，外觀造型奇特，給人們帶來獨特的風格，其主要結構特征如下：

（1）膜材表面的涂層為惰性材料，具有較高的不然性能和穩定的化學性能，耐腐蝕；膜材為半透明的織物，傳熱系數低，具有反射、吸收和透射能力。

（2）由于膜結構建筑材料重量輕，且具備張力的機構體系，因此所創造的結構體系可視空間大，增加使用面積，常用于大型體育場館、入口廊道、會場、公路收費站、加油站等。

（3）在設計、施工過程中可以圍繞使用者的意圖出發，工程效果美觀大方。

2 工藝原理

張拉膜結構首先了解使用者的用途，通過施工，把設計者的設計意圖通過高強度膜材進行有順序、有控制的預應力張拉表現出來，從而形成完美的空間曲面結構體系，既滿足建筑物的使用功能，又給人們以藝術美的享受。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 膜材的原匹檢查

（1）膜材在入庫前，根據不同廠家、不同批號對膜材物理性能進行檢查，要求每批膜材提供產品的質量保證書和檢測報告，并對各項技術指標進行進貨抽檢。

（2）膜材表面應無針孔，無明顯的皺折和污漬，不應出現斷絲、裂縫和破損等，色澤不應有差異。

（3）所有原匹在使用前均有操作人員使用燈光裝置全面積進行外觀檢查。

（4）膜材上有污垢時，用布、吸滾輪及溶劑進行清掃。

（5）膜材搬運或移動時，用干凈的工作手套拖住膜材兩端，必須確認地面無異物時方可平移。

（6）膜材存儲時要放到干燥通風處。

3.2 膜材的裁剪及拼接

3.2.1 工藝流程

隨著對五年規劃重要意義的認識深化，近年來學術界對五年規劃的相關實證研究進行了有益的探索。本文在現有研究的基礎上，基于對地方五年規劃全樣本數據的實證研究，多維度地分析了中國省級五年規劃的目標設定和完成情況，并概括出中國省級地方政府績效和治理能力的三大趨勢，以期為提煉基于本土化實踐的中國治理理論做出有益探索，并為未來的中國公共管理制度研究奠定實證基礎和提供知識積累。

膜材裁剪出圖→審核圖紙→技術交底→檢驗→放樣→裁剪→膜材預拼裝→膜材熱熔合→邊緣加工→尺寸復核→打孔→清洗→包裝。

3.2.2 操作要點

（1）膜材裁剪出圖時將膜曲面按裁剪線剖分成空間膜面，然后將膜片展開，確定實際下料圖等。在下料時要充分考慮膜材連接方式，節點邊界情況等。

（2）在膜材制作加工過程中要對工人做好膜材裁剪的技術交底和服務指導工作，時刻檢查下料尺寸，對其進行復測和編號，做好詳細記錄實測偏差值，確保尺寸偏差控制在允許范圍之內。

（3）膜片下料完成后進行預拼裝并確定熱熔合方案，在正式熱熔合加工前要進行焊接試驗，做好熱合過程中加工記錄，熱熔重疊粘結部分要≥20mm。

（4）熱熔后，熱合縫要均勻飽滿，線條清晰，寬度不得出現負偏差。膜材周邊加強處應平整，熱合后不得有污漬、劃傷、破損現象。

（5）在膜材補強及周邊處理工作完成后進行成型尺寸復核，確保安裝順利。

（6）根據加工圖紙，用油性筆標注螺栓孔的位置，用打孔機進行試打，確認施工時膜材無變形、無缺陷等。

4 膜材的安裝及成形

4.1 工藝流程

復核支承結構尺寸→膜安裝技術交底→檢查安裝設備工具到位與否→搭設安裝平臺→鋪設保護布料→展開膜材→連接固定→吊裝膜材→調整索及膜收邊→張拉成型→調整校正→防水處理→清洗膜面→最后檢查→交工驗收。

4.2 操作要點

（1）膜體安裝前，組織安裝相關人員對施工方案進行評審，確定詳細的安裝作業與安全技術措施，并做好交底工作。

（2）復核各支承結構的尺寸，使每個控制點的安裝誤差均在設計和規范允許的范圍內。

（3）在組織驗收構件的同時要根據場地條件與施工方案搭設膜體安裝平臺，要求平臺低于膜面安裝高度1m，必要時保護膜材及膜材展開作依托，每隔2.5m安裝一道繩網，且平行與膜面的展開方向。

（4）膜材的展開工作要作好清潔工作，同時對膜材外觀，熱熔合縫，膜體安裝輔件等作好施工前的檢查、驗收。

（5）膜材就位可依據安裝方案，通過吊車等起重設備就位，可采用多點整體提升法或分塊吊裝來實現。

（6）膜體就位后即可進行調整索及膜收邊工作，使膜體初步成形，其間應重點控制張拉應力點的位置及膜體張拉過程中可能對支承結構帶來的外力影響。

（7）膜面張拉施工應采取分組分批張拉構件，施工中準確控制各張拉應力點位置的張拉應力，逐步張拉到設計值，同時必須考慮分批張拉前后批次間內應變化，以及最后張拉批次構件完成后先期張拉構件的內力變化。

（8）不同的張拉膜構件應根據具體工程實際制定相應的張拉順序及張拉方法，并對不同的施工方案進行優化，然后選取最優方案組織施工。

（9）膜體成形后要進行校正調整，根據設計圖紙及施工現場應力張拉情況，可對膜體局部作適當應力調整，以使膜體形式更趨于完美。

（10）膜節點部位做為膜結構的亮點及施工控制重點，膜體就位后要選擇適當的節點張拉錨件，張拉成形后要對具功能要求、美觀、防水等作重點檢查。

（11）膜體張拉工作完成后，項目質檢人員要會同監理人員對膜面張力按膜結構設計提供的膜面應力值測試部位和測試工具對膜面進行全面檢查驗收。

5 膜材施工質量要求

（1）膜面無滲漏和明顯褶皺，不得有積水。

（2）膜面顏色均勻，無明顯污染串色。

（3）連接固定吊點牢固，排列整齊，縫線無脫落。

（4）膜材裁剪時，＜10m時，誤差為±4mm，≥10mm 時，誤差為±8mm。

（5）膜面無大面積拉毛蹭傷。

（6）周邊螺栓安裝無損失、無漏擰。

6 安全生產措施

（1）每天開工前對工人進行安全教育，對違反安全紀律的人員進行懲罰。

（2）施工過程中，要求操作人員必須佩戴安全帽；高空作業人員必須佩戴安全帶，在操作場所按照“高掛低用”的原則使用安全帶。

（3）施工過程中嚴禁場外人員穿越工作面的水平投影區，若必須穿過時，地面工作人員通知空中相應位置的操作人員，避免空中墜物傷人。

（4）膜體在空中展開后必須采用牢固的臨時固定措施，防止在施工過程中出現大風及雨雪天氣。

由于膜材具有強度高、重量輕的特征，大大減少了支撐結構構件的強度要求。在施工過程中操作簡單，施工時效快，膜結構的維修和維護費用低，綜合成本低，尤其在短期的和大跨度的建筑中就更能體現其經濟性。