膜結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)設(shè)計(jì)需要解決以下問題：

1. 明確成品膜在安裝現(xiàn)場(chǎng)的展開方向；相應(yīng)地，膜在工廠加工后的折疊包裝方向要與此相對(duì)應(yīng)；

2. 吊裝或提升的方法；安裝所需的機(jī)械設(shè)備； 技術(shù)人員及安裝工人的分工安排；

3. 預(yù)張力的施加方式、張拉順序、加載量級(jí)；

4. 與土建、設(shè)備、裝修等工種在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)。

　　施工技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能周詳，中、大型工程要選擇典型單元進(jìn)行試安裝，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，尋求相應(yīng)的解決方法，以減少正式安裝時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)耽擱，確保工期和安裝、張拉的質(zhì)量。

 2.  膜結(jié)構(gòu)的安裝過程及注意事項(xiàng)

2. 1  膜結(jié)構(gòu)的安裝過程

膜結(jié)構(gòu)的施工安裝過程大體如下：

　　1. 在基礎(chǔ)工程或主體結(jié)構(gòu)施工完成后，進(jìn)行膜支承結(jié)構(gòu)的安裝，并完成局部補(bǔ)油漆、進(jìn)行防火處理等；

　　2. 測(cè)量支承結(jié)構(gòu)及連接節(jié)點(diǎn)的幾何并與設(shè)計(jì)值比較，對(duì)找形結(jié)果進(jìn)行必要的修正；按修正后的形狀進(jìn)行裁剪設(shè)計(jì)，加工制作膜面；如膜面先于支承結(jié)構(gòu)完工已開始制作，應(yīng)通過其他方案如更換連接件等規(guī)格等來糾正偏差；

　　3. 將加工好的膜成品按施工組織設(shè)計(jì)的要求折疊、包裝， 并做好標(biāo)示；運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)；

　　4. 清理現(xiàn)場(chǎng)，在地面鋪墊保護(hù)材料；向工人講解工序及分工；展開膜面，進(jìn)行如在膜面打孔、穿鋼索、安裝膜角節(jié)點(diǎn)板或膜夾板等準(zhǔn)備工作；在支承結(jié)構(gòu)上綁扎繩網(wǎng)以臨時(shí)支承展開的膜面；

　　5. 準(zhǔn)備工作就緒后，吊裝機(jī)械就位，吊裝并對(duì)角點(diǎn)作臨時(shí)固定；

　　6. 逐步均衡張拉， 給膜面施加預(yù)張力；

　　7. 對(duì)邊角及有褶皺的區(qū)域進(jìn)行局部張拉調(diào)節(jié)，并最終固定膜面及節(jié)點(diǎn)；完成雨水系統(tǒng)安裝及防水覆蓋等；

　　8. 清洗內(nèi)外膜表面。

2. 2  膜結(jié)構(gòu)安裝的注意事項(xiàng)

　　為提高安裝張拉的質(zhì)量、避免工程事故，膜結(jié)構(gòu)在施工安裝過程中需注意以下事項(xiàng)：

　　1. 要在支承結(jié)構(gòu)的構(gòu)件表面的油漆干后才開始安裝膜面，以防止膜面因油漆而粘結(jié)在支承構(gòu)件上、膜面受到污染，甚至因粘結(jié)造成局部應(yīng)力集中導(dǎo)致膜面撕裂；

　　2. 吊裝或提升膜面時(shí)，要特別注意膜面不要被尖銳物體刮破或劃傷，對(duì)膜面提升過程中有可能接觸到的突出部位要用柔軟物體包住作為保護(hù)；

　　3. 吊裝時(shí)要注意膜面的應(yīng)力分布均勻，必要時(shí)可在膜上焊接連續(xù)的“吊裝搭扣”，用兩片鋼板夾緊搭扣來吊裝（參見圖 6f）；焊接“吊裝搭扣”時(shí)要注意其焊接的方向，以保證吊裝時(shí)焊縫處是受拉、避免焊縫受剝離。吊裝時(shí)的移動(dòng)過程應(yīng)緩慢、平穩(wěn)，并有工人從不同角度以拉繩協(xié)助控制膜的移動(dòng)；大面積膜面的吊裝應(yīng)選擇晴朗無風(fēng)的天氣進(jìn)行，國(guó)內(nèi)從 2004年 8 月 1日開始施行的膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 規(guī)定風(fēng)力大于三級(jí)或氣溫低于 4 度時(shí)不宜進(jìn)行安裝；應(yīng)盡可能用機(jī)械設(shè)備吊裝，人工提升時(shí)要注意盡量少讓膜面折疊、擠揉，以免在膜面上留下折痕；

　　4．吊裝就位后，要及時(shí)固定膜邊角；當(dāng)天不能完成張拉的，也要采取相應(yīng)的安全措施，防止夜間大風(fēng)或因降雨積水造成膜面撕裂；圖 1 為一工程膜展開后突然下大雨，工人冒雨清除膜面積水的情景。已部分張拉尚未張緊的膜面也易積水，要及時(shí)清理， 參見圖 2。 圖 3 所示的膜結(jié)構(gòu)為氈帽形（參見第六講圖1），圖示位置是雨水管的出口，雖然還未安裝，收工前要先在此處開洞，以便夜間下雨時(shí)雨水從此處流出。

圖 1 冒雨清除膜面積水

圖 2 清除尚未張緊膜面的積水

圖 3收工前在雨水管出口處開洞

　　5. 整個(gè)安裝過程要嚴(yán)格安照施工技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行，做到有條不紊；作業(yè)過程中安裝指導(dǎo)人員要經(jīng)常檢查整個(gè)膜面，密切監(jiān)控膜面的應(yīng)力情況，防止因局部應(yīng)力集中或超張拉造成意外；高空作業(yè)，要確保人身安全。

3.  膜結(jié)構(gòu)的施工安裝方法及實(shí)例

　　膜結(jié)構(gòu)的安裝方法因結(jié)構(gòu)類型和場(chǎng)地情況的不同而有所區(qū)別。對(duì)于剛性邊界的膜結(jié)構(gòu)，可采用就近地面張拉、連同邊界構(gòu)件一起吊裝的方法；也可采用現(xiàn)場(chǎng)空中拼裝、空中張拉的方法。柔性邊界的膜結(jié)構(gòu)，一般都采用現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位后再逐步張拉的安裝方法。下面通過三個(gè)實(shí)例分別加以說明。

1.  異位張拉吊裝法

　　一剛性邊界的膜結(jié)構(gòu)，采用就近地面張拉、連同邊界構(gòu)件一起吊裝的方法進(jìn)行安裝，其安裝過程如圖4 所示。

　　異位張拉吊裝法的張拉過程在地面完成，操作方便、省時(shí)省力；但吊裝時(shí)需要大型起重設(shè)備，且需要有相應(yīng)的作業(yè)空間。

a. 就近地面張拉

b. 吊裝單元

c. 就位固定

d. 完工后的情形

圖 4 剛性邊界膜結(jié)構(gòu)異位張拉吊裝

2.  空中拼裝張拉法

　　某剛性邊界膜結(jié)構(gòu)工程， 建于兩棟商業(yè)建筑之間。支承結(jié)構(gòu)從一棟建筑物的立面上挑出，最大挑出距離為 16 m。 受工地條件限制，如將結(jié)構(gòu)拼裝成單元后，將無法起吊； 故采用空中拼裝、空中張拉法。圖5 所示為其安裝作業(yè)過程，包括: 安裝支承結(jié)構(gòu)；安裝膜夾板；布置繩網(wǎng)；臨時(shí)固定膜邊角；張拉膜面；調(diào)整邊角褶皺；清洗膜面；內(nèi)部裝修等。

a.  安裝支承結(jié)構(gòu)

b.  安裝膜夾板

c. 布置繩網(wǎng)

d. 臨時(shí)固定膜邊角

e. 張拉膜面

f. 調(diào)整邊角褶皺

g. 清洗膜面

h. 完成裝修后的內(nèi)景

圖 5 剛性邊界膜結(jié)構(gòu)空中拼裝張拉

3.  吊裝就位逐步張拉法

　　圖 6 所示的是一個(gè)剛架支承柔性邊界膜結(jié)構(gòu)的安裝過程。該工程為一跳水池的屋蓋，膜面為單體、面積 1500 m  2 , 支承結(jié)構(gòu)為拱形骨架。采用兩臺(tái) 100 t吊車同步起吊，待膜面吊裝就位后再逐步張拉邊緣鋼索和膜節(jié)點(diǎn)板，給膜面施加預(yù)張力。其安裝張拉過程包括：支承結(jié)構(gòu)吊裝；膜展開準(zhǔn)備；同步起吊；吊裝就位；臨時(shí)固定；張拉、調(diào)整；清洗、完工交付等。

a.  支承結(jié)構(gòu)吊裝

b. 膜展開準(zhǔn)備

c. 兩臺(tái)吊車同步起吊

d. 吊裝就位

e. 臨時(shí)固定

f. 有待剪去的吊裝搭扣

g. 張拉、調(diào)整

h. 完工后的情形

圖 6 剛架支承柔性邊界膜結(jié)構(gòu)吊裝就位張拉

　　膜結(jié)構(gòu)安裝時(shí)常用的機(jī)械設(shè)備主要有用于吊裝的移動(dòng)式吊車（參見圖 6b 及 6c）、用于工人空中作業(yè)的 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)自行式曲臂型高空作業(yè)車( boom-lift, 參見圖 5a)等；常用的張拉設(shè)備則有用于柔性邊界膜結(jié)構(gòu)角點(diǎn)張拉的手葫蘆（見圖 7a）、張拉束帶（見圖 7b），以及用于剛性邊界膜結(jié)構(gòu)邊界張拉的夾具（見圖

8a）及用角鋼制成的特制張拉器具（見圖 8b）等。

a. 手葫蘆

b. 張拉束帶

圖 7 用于柔性邊界膜結(jié)構(gòu)角點(diǎn)張拉的設(shè)備

a. 夾具

b. 特制張拉器具

圖 8 用于剛性邊界膜結(jié)構(gòu)邊界張拉的設(shè)備

4.  膜結(jié)構(gòu)的使用維護(hù)

　　在膜面張拉完成并清洗干凈后，即可驗(yàn)收、交付使用。在交付的同時(shí)，膜結(jié)構(gòu)承建商需要向業(yè)主提供使用、維護(hù)手冊(cè)及質(zhì)量保證書。使用維護(hù)手冊(cè)中要詳細(xì)列明工程概況、設(shè)計(jì)工況參數(shù)、膜材及其他材料的性能指標(biāo)、使用注意事項(xiàng)、檢修及清洗的周期及方法、修補(bǔ)工具、修補(bǔ)材料和修補(bǔ)方法等等，必要時(shí)需提供備用的修補(bǔ)材料。

　　膜結(jié)構(gòu)在使用過程中，禁止接觸化學(xué)溶劑；不允許有火源、熱源靠近膜面；要防止利器割破、硬物蹭傷；禁止在膜面上堆放物件；膜面不允許上人。

膜結(jié)構(gòu)的檢查與維護(hù)宜在每年的雨季及雪季之前各進(jìn)行一次；如遇大風(fēng)、暴雨暴雪等惡劣天氣過程，也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查。檢查的內(nèi)容包括查看膜面是否有破損、涂層是否有脫落（主要是針對(duì) PVC膜材）、膜面的接縫是否完好；角點(diǎn)的連接件是否有磨損、松動(dòng)或銹蝕現(xiàn)象；排水系統(tǒng)是否暢通；膜面是否有松弛；

周圍是否有其它物體或構(gòu)筑物會(huì)影響到膜結(jié)構(gòu)的安全，等等。使用 PVC膜材的膜結(jié)構(gòu)，在交付使用半年左右應(yīng)進(jìn)行二次張拉，以給膜面補(bǔ)充預(yù)張力，抵消因膜材料的蠕變而造成的膜面張力損失。

　　膜結(jié)構(gòu)的檢查維護(hù)工作一般由專業(yè)膜結(jié)構(gòu)公司會(huì)同業(yè)主共同進(jìn)行。檢查時(shí)要作好記錄并清洗膜面，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)修補(bǔ)。

5.  膜面破損的修補(bǔ)

　　在安裝及使用過程中膜面可能因各種原因造成破損或破壞， 如膜面加工時(shí)的漏焊或焊縫脫落；安裝時(shí)在地面或其它構(gòu)筑物上拖動(dòng)的 磨損、尖銳物體劃傷或刺破、吊裝或張拉時(shí)的意外撕裂；使用過程中高空墜物擊破或人為破壞，等等。這些情況一旦發(fā)生，需及時(shí)修復(fù)。

　　視膜面破損的具體情況不同，修復(fù)工作可分為以下幾種方式：

　　1. 如果僅僅是局部膜材的表面涂層磨損、基布織物的纖維完好，可用高性能透明膠粘貼或熱合在磨損區(qū)域，如圖 9所示。

　　2. 如果膜面破壞范圍長(zhǎng)度小于 50mm，剪一橢圓形或圓形膜布，作為補(bǔ)強(qiáng)層焊接在破壞區(qū)域的上面，參見圖 10。

圖 9 表面涂層磨損的修補(bǔ)

圖 10 膜面小孔洞的修補(bǔ)

　　3. 如果膜面破壞范圍長(zhǎng)度超過 50mm但小于 300 mm， 準(zhǔn)備一長(zhǎng)度和寬度比破壞 范圍大 150mm的膜條，作為補(bǔ)強(qiáng)層焊接在破壞區(qū)域的膜面上。

　　4. 如果膜面破壞部分超過 300mm 長(zhǎng)， 需將整個(gè)破壞的單元拆下運(yùn)回工廠修補(bǔ)或更換整個(gè)單元。

　　上述 1~3 的情況是現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)， 具體修補(bǔ)方法隨所用膜材種類而定。

　　PVC涂層覆蓋的膜材料可采用熱風(fēng)機(jī)修補(bǔ)；將待補(bǔ)區(qū)域清理干凈、鋪放平整，補(bǔ)丁鋪在待焊面上，用熱風(fēng)將膜材表面的 PVC涂層融化，再將補(bǔ)丁與下層膜用小滾輪壓緊使其牢固地連在一起。圖 11 是用于PVC膜材現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)的熱風(fēng)機(jī)，使用時(shí)用錫紙將出風(fēng)口做成鴨嘴形以控制風(fēng)流。圖 12 所示為現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ) PVC膜材脫落焊縫的情況。

圖 11 用于 PVC膜材修補(bǔ)的熱風(fēng)機(jī)

圖 12 現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ) PVC膜材脫落焊縫

　　對(duì) PTFE涂層覆蓋的膜材，需在補(bǔ)丁與原破壞的膜材間加 一層氟化乙丙烯（FEP）薄膜，參見圖 13；再用專用手提焊接設(shè)備（類似于烙鐵， 圖 14）壓緊在補(bǔ)丁上，用高溫使 FEP薄膜融化從而將補(bǔ)丁焊接在膜面上。圖 15 所示為某 PTFE膜材工程膜面破損的現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)實(shí)例。

圖 13 氟化乙丙烯（FEP）薄膜

圖 14 用于 PTFE修補(bǔ)的手提焊接設(shè)備

圖 15 PTFE膜材破損的現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)

　　具體操作時(shí)要注意加熱溫度和加熱時(shí)間的把握，既要使待焊膜材的表面涂層或 FEP薄膜充分融化從而能牢固粘在一起，又要防止因過熱而燒焦膜材。

　　修補(bǔ)的補(bǔ)丁一般補(bǔ)在外表面。在氣候潮濕的地區(qū)，應(yīng)在內(nèi)外表面分別焊接同樣大小的補(bǔ)丁，以防修補(bǔ)區(qū)域因潮濕發(fā)霉而產(chǎn)生污染。

6.  結(jié) 語

　　在膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、建造、使用和維護(hù)過程中，施工安裝和維護(hù)占有重要的地位；其中施工技術(shù)設(shè)計(jì)更是與結(jié)構(gòu)體系、節(jié)點(diǎn)處理、膜面加工后的折疊方式、吊裝方式等密切相關(guān)。施工技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)作為膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體過程中的一部分。