大型膜结构工程在常州地区并不多见, 属于新兴事物。什么是膜结构?按国家《膜结构技术规程》定义, 泛指所有采用膜材及其支承构件 (如拉索、钢骨架等) 所组成的建筑物和构筑物。按膜材及相关构件的受力方式分成以下4种形式: (1) 整体张拉式膜结构; (2) 骨架支承式膜结构; (3) 索系支承式膜结构; (4) 空气支承式膜结构。本文所论述的结构类型是骨架支承式膜结构。由钢构件或其他刚性构件 (如:拱, 钢架) 作为承重骨架, 在骨架上布置按设计要求张紧的膜材, 后者主要起维护作业。

本文以某工程为例, 详细叙述骨架支承式膜结构的监理要点。该工程为钢桁架筒结构, 钢结构主要分为核心筒体、核心筒体顶的球体和核心筒体外围的三根弧形格构柱月牙。每根月牙高度达87 m, 外围包裹的材料即为本文所论述的骨架支承式膜结构。本工程采用的膜材基材为玻璃纤维, 涂层为PTFE, 拉索和锚具为20#碳钢, 骨架为Q235钢材。工程最主要的特点为高度高、体积大, 其相应的安全、质量风险均较大。

(1) 膜材是膜结构最关键的材料。监理应检查它的质量、强度、重量和厚度等最主要的指标。若基材为玻璃纤维的, 更要特别注意按设计文件明确其级别, 其相应的强度、重量和厚度也有不同的要求。另外, 像透光率和防火性能等要对照质保资料一一检查是否符合相关要求。

(2) 拉索和锚具的抗拉强度应符合规范及设计文件要求, 还必须进行镀锌防腐处理, 钢骨架材料的检查按《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB 50205-2001) 执行。

(1) 膜面的几何尺寸检查必须在拼接厂完成。拼接完工后按安装要求对膜面进行折叠、装箱, 运到现场后直到吊装至安装位置才能展开。因此, 在施工现场是无法对膜面质量、尺寸进行检查的, 监理应驻厂监造。裁剪是膜结构施工所特需的技术, 这是因为膜结构的空间形状多而较复杂, 且不可展, 只有分割成相当数量的小块后, 这些较小尺寸的膜片方可近似认为能展开成平面。将已在图纸上成形的曲面膜片放样成平面膜片是裁剪的核心。监理在建造时要特别注意提醒施工方在裁剪时须将膜片沿经线和纬线方向按一定比例缩小后切割, 以“补偿”安装完毕膜布施加预应力后的伸长扩张。

(2) 膜结构骨架制作、安装严格按《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB 50205-2001) 执行。监理应特别要求所有钢构件的表面必须打磨光滑, 不得有尖角毛刺, 以防划伤膜面。还要防止膜面安装后起皱, 并保证达到设计所需的张力。要求膜结构的安装尺寸误差尽可能的小, 特别是要控制支架的平行度、对角线等相关尺寸的误差。

(3) 膜布的粘结和初步安装阶段, 由于工程安装面积较大, 监理特别要重视防止弯折破坏及保证连接的质量。采用热合膜材需打磨表面涂层时, 打磨后不应对膜材有损伤。初步安装阶段因高度高, 受风的威胁很大, 严重影响施工质量及施工人员的安全。因此监理在风力超过4级的情况下应要求施工单位停止施工。

(4) 膜结构固定及张拉阶段, 膜与支承构件的连接应符合规范要求。监理要旁站检查施加预应力时其施工标定值不宜小于设计施力值的2倍, 注意避免张拉不均造成膜面褶皱。膜面应力张拉不可一次到位, 以防主体钢结构侧向失稳, 应分块逐步张拉到位。膜面张拉到位后, 监理要会同安装单位质检人员对膜面张力按照膜结构设计提供的膜面应力值、测试部位和测试工具对膜面应力进行全面检查验收, 同时检查压板螺栓有无漏装漏拧。

(5) 工程完工后, 监理应全数检查膜面的防水与排水。特别在天沟、膜面与膜结构的结合部位较易发生漏水的地方, 如检查发现泄漏点, 配合施工单位对泄漏部位提出整改方案。

分项、检验批验收合格后, 资料整理江苏省质监总站并无相应样表, 与施工方充分协商后, 将其分为制作和安装两个子分项, 归入装饰装修分部工程的膜结构分项, 整理后归档备案。