1970年日本大阪万国博览会上的美国馆和富士馆均采用了膜结构建筑，在建筑行业引起了不小的轰动。在随后的几十年，建筑膜结构得到了迅猛的发展。膜结构大部分由钢材和索构成，另外与结构相结合的膜材也逐渐走向功能化、智能化。膜材具有造型轻巧自由、美观；透光、节能、环保，优良的阻燃性能；防污自洁性能；安全、寿命长等优点。基于这些优点，建筑膜材脱颖而出，膜结构被称为“21世纪的建筑”，应用于大型体育场馆、入口廊道、购物场、娱乐场、停车场、展览会场、植物观光园等建筑。
目前建筑膜材广泛认可的标准是日本JISA-93所规定的A、B、C三类，是根据其防火性能的优劣来划分的。A类最好，以玻璃纤维织物为基材涂PTFE而成；B类次之，以玻璃纤维织物为基材涂PVC而成；C类是三类中最次的，以聚酯（涤纶）织物为基材涂PVC而成。按涂层材料分，有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氟乙烯（PVF）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、橡胶等。
PTFE建筑膜材。PTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。这种膜材有较好的焊接性能，有优良的抗紫外线、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自洁性是所有建筑膜材中最好的，但柔韧性差，施工较困难，成本也十分惊人。本文主要介绍武汉东方马城二期扩建工程天幕膜结构工程施工技术及实施方案。 

一、工程概况： 

本天幕膜结构工程，由钢桁架、钢索和PTFE膜材组成的空间结构体系，膜结构蓬盖东西向长153米，南北向长108米，最高点50米，总覆盖面积约13000平方米，如图。

主膜分为5个区域布置各种形态膜约22个单元。其中最大展开面积约878平方米。最小展开面积约67㎡。边膜约8个膜单元，最大展开面积约479㎡，最小展开面积约312㎡。主膜和边膜均采用中兴化成FGT-800膜材。膜材最大受力约45KN。膜边界连接节点采用可调式连接节点，通过调节张拉螺栓给膜逐步施加予张力，并可在今后的维护保养时期消除膜的松弛。 

二、工程特点 

1、工程结构体系新颖、流畅、独特，膜结构屋面与主环境相互衬托，结构体系合理。
2、PTFE膜材材质强度高，包装、运输、现场存放及安装难点。
3、单元膜片较大，在膜片展开过程中，迎风面积大，膜片稳定控制难度大。
4、PTFE膜连接节点定位要求高。

三、膜材的加工制作 

膜材像服装一样需裁剪，再缝合、胶接或焊接。在欧洲市场上制成的商业半成品薄膜或涂层薄膜材料的门幅宽度通常是150cm，也有120cm，140cm，160cm或200cm的膜材。
目前对标准形体的膜结构的裁剪式样，可以用程序控制标绘器来完成，用计算机操纵自动样片切割机进行裁剪，节省了制图步骤。但是对于多种多样的膜结构，要根据具体的几何形状确定与之相适应的裁剪式样，尽可能地简单、经济。有时几何形状不同的单片膜材接合在一起，出现多向薄膜拉力，很容易出现皱折，这时需制作尺寸精确的模型来估计薄膜拉力并确定裁剪方案。膜材加工制作工艺漉程为：膜裁剪出图→审图→膜加工技术交底→检验→放样→裁剪→膜材预拼装→膜材热熔合→边缘加工→成型尺寸复核→清洗→包装→出厂。 

四、膜安装方案 

1、膜安装总体思路
膜单元安装分主膜和边膜两部分进行，先进行主膜安装，然后进行边膜安装。
1.1主膜安装总体思路
在现场就近位置的地面上将膜片按折扇方式重新折叠包装，使用临时工装架和50吨汽车吊将膜片吊装至支撑平台上，使用卷扬机将膜片逐渐展开，然后进行边界和节点安装。
1.2边膜安装总体思路
先安装钢索，然后使用卷扬机将膜片向上提升并逐渐展开，膜单元在空中展开就位后，进行膜边界的安装。
2、膜安装作业流程
安装前期准备→钢结构膜连接节点尺寸复测验收→设备进场调试→附件清点排放→主膜安装→边膜安装→膜张拉→封合盖口→清理现场→竣工验收
3、膜安装准备
3.1对所有与膜安装有关的构件、节点进行测量（平面位置和标高），并进行标识，将测量结果提交；
3.2对进场主要材料和设备进行报检，报检通过后方可进行下一步施工；
3.3使用2吨吊带在主桁架前沿搭设膜展开绳网；
3.4卷扬机按需布置，安装卷扬机导向滑车，用于膜展开。
4、安装步骤
4.1主膜安装
因5个单元膜的安装方法基本相同，故以一片为例。
4.1.1清点夹板、橡胶条、螺栓等膜连接附件；
4.1.2向安装工人做技术和安全交底；
4.1.3将主膜包装成品连同支架放置于安装位置正下方；
50吨汽车吊将膜片吊装至支撑平台上，使用卷扬机将膜片逐渐展开，然后进行边界和节点安装。

4.1.4膜施加预张力
张拉原则：先短边，后长边对称张拉；每一边自中部开始向两侧顺序张拉；
通过两侧对称调节张拉螺栓给膜施加预张力，每次不超过2公分，每隔10小时调节一次。随时观察膜应力变化情况，遇有膜片应力集中的情况应及时调整，避免膜片破坏；
分3~4次进行，达到设计位移量的±5%，张拉完成；
4.1.5膜盖口闭合及膜清理
自上向下使用专用设备进行膜盖口热合；
将膜片上的污染物使用中性洗涤剂和水进行清洗，并将膜片绳边多余部分清除。
4.2 边膜安装
4.2.1清点夹板、橡胶条、螺栓等膜连接附件；
4.2.2向安装工人做技术和安全交底；
4.2.3在边钢桁架和边膜端点间拉16道?10无油镀锌钢丝绳，用于展膜滑道。在膜片边界的两个主桁架上弦杆或弧管上各挂设1吨手拉葫芦32个，在边膜端点各挂设3吨手拉葫芦9个，用于钢索和膜安装；
4.2.4先安装钢索，使用手拉葫芦将钢索安装就位；
4.2.5使用50吨汽车吊将膜片吊装至钢绳网上，在膜片上端安装临时工装夹板，临时工装夹板与卷扬机吊钩相连；
4.2.6使用卷扬机展开膜单元，在膜片展开过程中，间隔6米在两个边索之间拉大绳将外膜压住，做好防风准备；

4.2.7膜片展开到位后，使用2吨吊带将膜片前后两端及左右侧膜边与钢索做临时拉结；
4.2.8先安装钢桁架边界节点，然后安装脊索、边索节点。安装膜附件并将螺栓拧紧；
4.2.9调整钢桁架HJ1边界张拉螺杆给膜施加预张力。
4.2.10自上向下进行膜盖口热合。

4.2.11边膜索的安装
索的加工按照设计图纸的尺寸规格由专业厂家完成，现场索的安装根据现场的实际施工状况采用吊车或卷扬机提升展开和安装。
五、安装过程控制及膜成品保护
膜是一种新型建筑材料, 具有强度大、使用年限长、易造型、但又易划伤、污染, 施工过程控制尤为重要。
1、工程开工前由专门技术人员对项目施工人员进行技术交底, 明确每道工序质量要求和质量标准, 以及可能发生的质量事故的预防措施；
2、所有参加工程施工人员应了解每一膜片单元节点的连接形式, 并在进场施工前都必须经过专业操作培训和专业安全教育；
3、膜面安装前需检查所有与膜面相关的连接点是否有飞溅、毛刺等现象, 并应确保无锋利刺口；
4、膜面安装前, 用棉布将周边可能伤及膜的构件包盖，膜片打开后, 必须检查孔位是否正确, 膜面有无伤痕和污染；
5、周边螺栓固定结束后, 应逐一进行检查, 保证做到螺栓无缺少, 无漏拧；
6、安装夹板时, 必须确保膜边绳边露在上夹板外侧, 如有膜绳边进到两夹板中间的情况, 必须在张拉前及时处理；
7、施工现场搭设的膜安装平台, 登高脚手架及安全防护拦杆应保证安全, 牢靠无事故隐患，现场安全设施, 必须由专职人员搭设, 其它任何人员不得随意拆除和松动, 每天施工前应对安全设施进行检查和维修；
8、膜面的保护要贯穿到从运输、起吊、展开和安装的全过程；
9、膜片起吊时必须保证安全. 注意收听天气预报, 风力大于4级时不能作业, 膜片起吊时有专人指挥, 防止膜面受力不均而撕裂，安排每一膜单元的起吊时间, 根据天气预报情况, 做到展开一个膜单元, 当天就要将膜周边进行临时拉结,确保膜过夜安全；
10、安装膜片时, 安装工具不得随意抛掷, 以防损坏膜面；
11、安装人员在膜面行走时, 严禁穿皮鞋, 必须穿软底工作鞋, 保证鞋底无污染物；
12、对已安装完成的膜片, 在没有张拉前, 应定期检查, 防止因风震动螺栓松动, 直至工程竣工。
结束语
索膜结构是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，节能、使用安全等优点。生活在现代都市的人们已经从过去以谋生为目的的社会行为走上了以乐生为目的的新台阶，在精神上追求健康向上，愉快和富有人性的文化环境。现代建筑环境是现代城市，现代文化与社会，现代人的生活和观念的综合表象。在展现人的个性化，自娱性和多元性环境空间方面，膜结构以其独具魅力的建筑形式，必将会在环境建设中得到越来越广泛的应用。