张拉膜结构的施工安装与使用维护
    1. 张拉张拉膜结构的施工技术设计
    一项张拉膜结构工程的设计能否得以完美实施,施工安装起着关键作用.由于张拉膜结构是以柔性材料为主要 受力构件的表面张力结构,安装时的张拉顺序、预张力的施加方式及量级等等都会影响到曲面的zui终形 状、影响到结构的刚度和稳定性.如果说张拉膜结构的全过程分析包括形态分析(找形)、荷载态分析以及裁 剪分析的话[1],从工程设计的角度来看,张拉膜结构的设计全过程还应在形状设计、构件设计的基础上加上细 部连接设计、裁剪设计和施工技术设计.在这里,施工技术设计主要是为张拉膜结构的安装提供技术准备. 张拉膜结构的施工技术设计需要解决以下问题:
    1. 明确成品膜在安装现场的展开方向;相应地,膜在工厂加工后的折叠包装方向要与此相对应;
    2. 吊装或提升的方法;安装所需的机械设备; 技术人员及安装工人的分工安排;
    3. 预张力的施加方式、张拉顺序、加载量级;
    4. 与土建、设备、装修等工种在作业现场的协调. 施工技术设计应尽可能周详,中、大型工程要选择典型单元进行试安装,以便及早发现问题,寻求相 应的解决方法,以减少正式安装时的现场耽搁,确保工期和安装、张拉的质量.
    2. 张拉张拉膜结构的安装过程及注意事项
    2.1 张拉张拉膜结构的安装过程 张拉膜结构的施工安装过程大体如下:
    1. 在基础工程或主体结构施工完成后,进行膜支承结构的安装,并完成局部补油漆、进行防火处理 等;
    2. 测量支承结构及连接节点的几何并与设计值比较,对找形结果进行必要的修正;按修正后的形状 进行裁剪设计,加工制作膜面;如膜面先于支承结构完工已开始制作,应通过其他方案如更换连接件等规 格等来纠正偏差;
    3. 将加工好的膜成品按施工组织设计的要求折叠、包装, 并做好标示;运输至安装现场;
    4. 清理现场,在地面铺垫保护材料;向工人讲解工序及分工;展开膜面,进行如在膜面打孔、穿钢 索、安装膜角节点板或膜夹板等准备工作;在支承结构上绑扎绳网以临时支承展开的膜面; 5. 准备工作就绪后,吊装机械就位,吊装并对角点作临时固定;
    6. 逐步均衡张拉, 给膜面施加预张力;
    7. 对边角及有褶皱的区域进行局部张拉调节,并zui终固定膜面及节点;完成雨水系统安装及防水覆盖 等;
    8. 清洗内外膜表面.
    2.2 张拉张拉膜结构安装的注意事项   为提高安装张拉的质量、避免工程事故,张拉膜结构在施工安装过程中需注意以下事项:
    1. 要在支承结构的构件表面的油漆干后才开始安装膜面,以防止膜面因油漆而粘结在支承构件上、 膜面受到污染,甚至因粘结造成局部应力集中导致膜面撕裂;
    2. 吊装或提升膜面时,要特别注意膜面不要被尖锐物体刮破或划伤,对膜面提升过程中有可能接触 到的突出部位要用柔软物体包住作为保护;
    3. 吊装时要注意膜面的应力分布均匀,必要时可在膜上焊接连续的"吊装搭扣",用两片钢板夹紧 搭扣来吊装;焊接"吊装搭扣"时要注意其焊接的方向,以保证吊装时焊缝处是受拉、避免 焊缝受剥离.吊装时的移动过程应缓慢、平稳,并有工人从不同角度以拉绳协助控制膜的移动;大面积膜 面的吊装应选择晴朗无风的天气进行,国内从 2004 年 8 月 1 日开始施行的张拉膜结构技术规程[2]规定风力大 于三级或气温低于 4 度时不宜进行安装;应尽可能用机械设备吊装,人工提升时要注意尽量少让膜面折 叠、挤揉,以免在膜面上留下折痕;
    4.吊装就位后,要及时固定膜边角;当天不能完成张拉的,也要采取相应的安全措施,防止夜间大 风或因降雨积水造成膜面撕裂;张拉膜结构尚未张紧的膜面也易积水,要及时清理, 图示位置是雨水管的出口,虽然还未安装,收工前要先在此处开洞,以便夜间下雨时雨水从此处流出.
    5. 整个安装过程要严格安照施工技术设计进行,做到有条不紊;作业过程中安装指导人员要经常检 查整个膜面,密切监控膜面的应力情况,防止因局部应力集中或超张拉造成意外;高空作业,要确保人身 安全.
    3. 张拉张拉膜结构的施工安装方法及实例
    张拉膜结构的安装方法因结构类型和场地情况的不同而有所区别.对于刚性边界的张拉膜结构,可采用就近地 面张拉、连同边界构件一起吊装的方法;也可采用现场空中拼装、空中张拉的方法.柔性边界的张拉膜结构, 一般都采用现场吊装就位后再逐步张拉的安装方法.下面通过三个实例分别加以说明.
    1. 异位张拉吊装法 一刚性边界的张拉膜结构,采用就近地面张拉、连同边界构件一起吊装的方法进行安装,其安装过程如图 4 所示. 异位张拉吊装法的张拉过程在地面完成,操作方便、省时省力;但吊装时需要大型起重设备,且需要 有相应的作业空间. a. 就近地面张拉 b. 吊装单元 c. 就位固定 d. 完工后的情形 图 4 刚性边界张拉膜结构异位张拉吊装
    2. 空中拼装张拉法 某刚性边界张拉膜结构工程, 建于两栋商业建筑之间.支承结构从一栋建筑物的立面上挑出,zui大挑出距 离为 16 m. 受工地条件限制,如将结构拼装成单元后,将无法起吊; 故采用空中拼装、空中张拉法.
    3. 吊装就位逐步张拉张拉膜结构的安装过程.其安装张拉过程包括:支承结构吊装;膜展开准备;同步起吊;吊装就 位;临时固定;张拉、调整;清洗、完工交付等.
    4. 张拉张拉膜结构的使用维护
    在膜面张拉完成并清洗干净后,即可验收、交付使用.在交付的同时,张拉膜结构承建商需要向业主提供 使用、维护手册及质量保证书.使用维护手册中要详细列明工程概况、设计工况参数、膜材及其他材料的 性能指标、使用注意事项、检修及清洗的周期及方法、修补工具、修补材料和修补方法等等,必要时需提 供备用的修补材料. 张拉膜结构在使用过程中,禁止接触化学溶剂;不允许有火源、热源靠近膜面;要防止利器割破、硬物蹭 伤;禁止在膜面上堆放物件;膜面不允许上人. 张拉膜结构的检查与维护宜在每年的雨季及雪季之前各进行一次;如遇大风、暴雨暴雪等恶劣天气过程, 也应及时进行检查.检查的内容包括查看膜面是否有破损、涂层是否有脱落(主要是针对 PVC 膜材)、膜 面的接缝是否完好;角点的连接件是否有磨损、松动或锈蚀现象;排水系统是否畅通;膜面是否有松弛;
    5. 张拉膜面破损的修补
    在安装及使用过程中膜面可能因各种原因造成破损或破坏, 如膜面加工时的漏焊或焊缝脱落;安装时在地面或 其它构筑物上拖动的磨损、尖锐物体划伤或刺破、吊装或张拉时的意外撕裂;使用过程中高空坠物击破或 人为破坏,等等.这些情况一旦发生,需及时修复.  视膜面破损的具体情况不同,修复工作可分为以下几种方式:
    1. 如果仅仅是局部膜材的表面涂层磨损、基布织物的纤维完好,可用高性能透明胶粘贴或热合在磨损 区域,如图 9 所示.
    2. 如果膜面破坏范围长度小于 50mm,剪一椭圆形或圆形膜布,作为补强层焊接在破坏区域的上面, 参见图 10. 图 9 表面涂层磨损的修补 图 10 膜面小孔洞的修补
    3. 如果膜面破坏范围长度超过 50mm 但小于 300 mm, 准备一长度和宽度比破坏 范围大 150mm 的膜 条,作为补强层焊接在破坏区域的膜面上.
    4. 如果膜面破坏部分超过 300mm 长, 需将整个破坏的单元拆下运回工厂修补或更换整个单元. 上述 1~3 的情况是现场修补, 具体修补方法随所用膜材种类而定. PVC 涂层覆盖的膜材料可采用热风机修补;将待补区域清理干净、铺放平整,补丁铺在待焊面上,用 热风将膜材表面的 PVC 涂层融化,再将补丁与下层膜用小滚轮压紧使其牢固地连在一起.具体操作时要注意加热温度和加热时间的把握,既要使待焊膜材的表面涂层或 FEP 薄膜充分融化从而 能牢固粘在一起,又要防止因过热而烧焦膜材. 修补的补丁一般补在外表面.在气候潮湿的地区,应在内外表面分别焊接同样大小的补丁,以防修补 区域因潮湿发霉而产生污染.
    6. 结语在张拉张拉膜结构的设计、建造、使用和维护过程中,施工安装和维护占有重要的地位;其中施工技术设计 更是与结构体系、节点处理、膜面加工后的折叠方式、吊装方式等密切相关.施工技术设计应作为张拉膜结构 设计整体过程中的一部分. 本文介绍了张拉膜结构施工技术设计的内容;通过实例,叙述了张拉膜结构安装的过程及方法、使用维护注 意事项、膜面破损的修补方式及修补方法等,可供工程应用参考.