第二章　大棚的搭建

第一節(jié)　拱形鋼架大棚的設(shè)計(jì)與建造

拱形鋼架大棚除了用于蔬菜、食用菌、花卉生產(chǎn)外，目前還發(fā)展到矮化果樹(shù)、林業(yè)育苗等經(jīng)濟(jì)林果的生產(chǎn)及畜牧漁業(yè)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單棟拱形鋼架大棚（圖2-1），長(zhǎng)度40 m、跨度8～8.5 m、高度3.1～3.5 m，為目前蔬菜生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛的大棚類(lèi)型，現(xiàn)介紹其設(shè)計(jì)與建造安裝技術(shù)。

一、拱形鋼架大棚設(shè)計(jì)參數(shù)

1．大棚總體設(shè)計(jì)要求

安全性：鋼架大棚結(jié)構(gòu)及其所有構(gòu)件必須能安全承受包括恒載在內(nèi)的可能的全部荷載組合，任何構(gòu)件危險(xiǎn)斷面的設(shè)計(jì)不得超過(guò)鋼管材料的許用應(yīng)力，鋼架大棚及其構(gòu)件必須有足夠的剛度以抵抗縱、橫方向扭曲、振動(dòng)和變形。

耐久性：鋼架大棚的金屬結(jié)構(gòu)零部件要采取必要的防腐、防銹措施，覆蓋材料要有足夠的使用壽命。

穩(wěn)定性：鋼架大棚及其構(gòu)件必須具有穩(wěn)定性，在允許荷載、壓力、推力下不得發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

完整性：鋼架大棚必須具有總體的完整性。因外力作用局部損壞時(shí)，鋼架大棚結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體應(yīng)能保持穩(wěn)定，不至于發(fā)生多米諾骨牌效應(yīng)。

總體指標(biāo)要求：風(fēng)載＞0.25kN/m2；雪載＞0.2kN/m2；恒載＞0.2kN/m2；作物荷載＞0.15kN/m2；大棚主體結(jié)構(gòu)使用壽命10年以上。

2．田間設(shè)計(jì)參數(shù)

大棚朝向：大棚的朝向是指大棚脊的走向。大棚的朝向應(yīng)結(jié)合本地緯度及主風(fēng)向綜合考慮。在我國(guó)大部分緯度范圍內(nèi)，大棚的朝向宜取南北延長(zhǎng)走向，使大棚內(nèi)部各部位采光均勻。若限于某些條件必須取東西走向，要考慮大棚骨架遮陰對(duì)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生的影響。

排列方式：大棚之間呈東西向?qū)ΨQ(chēng)式排列（圖2-2），相鄰大棚間距1～1.5m。每排大棚之間修機(jī)耕道，棚頭間距≥4～5m。這種排列方式可使通風(fēng)速度快，相互遮光少，保溫效果佳，機(jī)械作業(yè)便利。

3．四角定位

首先確定大棚的一條邊線，在邊線上定位2個(gè)角點(diǎn)，然后用勾股定理定位第3個(gè)角點(diǎn)，最后根據(jù)兩條邊線的長(zhǎng)度定位第4個(gè)角點(diǎn)。4個(gè)角點(diǎn)的高度要用水平儀測(cè)量，使其保持一致，大棚對(duì)邊長(zhǎng)度必須一樣，保證4個(gè)大棚角是直角。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)拱形鋼架大棚跨度8～8.5m，長(zhǎng)度40～60m，棚內(nèi)面積320～520m2。

4．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)

長(zhǎng)度：建造長(zhǎng)度依地塊而定，40～60m為宜。

跨度：是指管棚骨架兩外側(cè)壁鋼管與地面接觸部位中心線之間的距離。2根6m長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)鋼管剛好可以連接建造成一副拱架，跨度以8～8.5m為宜。如加大跨度，需另加立柱或做桁架結(jié)構(gòu)。

肩高：是指拱桿兩側(cè)直線以上過(guò)渡圓弧中心到地面的距離。用于蔬菜花卉育苗的可設(shè)計(jì)肩高為1～1.3m；用于黃瓜、豇豆、果樹(shù)等較高作物種植的大棚，肩高可提高至1.6～1.9m，同時(shí)需加裝斜撐桿，以提高大棚的承載能力。

脊高（頂高）：指管棚骨架最高處與棚內(nèi)自然地面之間的距離。脊高以3.1～3.5m為宜。8～8.5m跨度大棚脊、肩垂直高差以1.9m為宜。此種設(shè)計(jì)，形成的拱面對(duì)太陽(yáng)光反射角小、透光率高，能充分利用鋼管的力學(xué)性能，最大化地利用拱架的抗拉、抗壓性能，同時(shí)能解決棚面過(guò)平導(dǎo)致“滴水”，造成“打傷作物”、誘發(fā)病害的問(wèn)題。

拱間距：是指沿大棚長(zhǎng)度方向相鄰兩道拱桿之間的中心距離，以80～100cm為宜。避風(fēng)或風(fēng)力不超過(guò)6級(jí)的地區(qū)，拱架間距應(yīng)≤100cm；在風(fēng)力較大的地區(qū)拱架間距應(yīng)≤80cm。

二、拱形鋼架大棚材料

1．主要材料

拱架：拱架為支撐棚膜的骨架，橫向固定在立柱上，呈自然拱形，主要起支撐棚面覆蓋物，承受風(fēng)、雪、吊蔓載荷的作用，提供足夠的內(nèi)部空間。拱架多為碳素結(jié)構(gòu)圓鋼管、熱鍍鋅，可直接焊接或裝配，外徑不得小于22mm，壁厚不得小于1.2mm。一般可選用直徑26mm，壁厚2.5mm的鍍鋅鋼管。拱架基座可以用C20混凝土固定。

拉桿：拉桿是縱向連接立柱、固定拱架的“拉手”，起連接拱架與立柱的作用，能將拱架所受的力傳到立柱上，保證大棚骨架的穩(wěn)定性。拉桿安裝在拱架下，不少于3道。拉桿為直徑25mm，壁厚2.5mm的熱鍍鋅鋼管
（圖2-3）。

立柱：大棚立柱是大棚骨架中最終受力部分，起主要支撐作用。拱架頂部承受的力，如雪壓、風(fēng)壓等可傳到立柱上來(lái)。立柱采用熱鍍鋅處理，具有防腐蝕的作用。立柱為圓鋼管，長(zhǎng)度不等，有2m、3m、4m三種規(guī)格，外徑26mm，壁厚2.6～3.0mm，兩根立柱間距1.1～1.2m。

斜撐桿：斜撐桿長(zhǎng)4m，外徑和壁厚與立柱相同，一個(gè)鋼架大棚至少需要4根斜撐桿。大棚長(zhǎng)度超過(guò)50m需要增加斜撐桿（圖2-4）。

2．配件材料

拱形鋼架大棚配件材料主要有拱架連接彎頭、拉桿壓頂簧、拉桿管頭護(hù)套、U型卡、夾褓、固膜卡槽、卡槽連接片、卡簧（圖2-5）、卡槽固定器（圖2-6）、門(mén)座、門(mén)鎖、門(mén)包角、壓膜卡、卷膜器（圖2-7）、雙梁卡、引線簧及專(zhuān)用螺栓和標(biāo)準(zhǔn)螺栓等。所有配件材料的設(shè)計(jì)和選用須滿足強(qiáng)度要求，不應(yīng)有明顯的毛刺、壓痕和劃痕。固膜卡槽選用熱鍍鋅或鋁合金固膜卡槽，寬度28～30mm，鋼材厚度0.7mm，長(zhǎng)度4～6m。卡簧用剛性鋼絲彎曲成型，在卡槽鋪上塑料薄膜后，將它嵌入槽內(nèi)，可固定薄膜。

3．棚膜材料

棚膜首選乙烯-醋酸乙烯（E-VA）農(nóng)用塑料薄膜，也可選用聚乙烯（PE）或聚氯乙烯（PVC）膜，寬度12m，厚度0.08mm以上，透光率90％以上，使用壽命1年以上。棚膜于無(wú)風(fēng)晴天覆蓋，用卡槽固定。裙膜選用厚度0.04mm，寬度0.6～1.0m的中膜。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單棟拱形鋼架大棚需要棚膜48kg，中膜5kg。

棚體兩側(cè)每隔3～5m用壓膜線連接預(yù)埋掛鉤固定棚膜。壓膜線采用內(nèi)部添加高彈尼龍絲、聚丙烯絲線或鋼絲的高強(qiáng)度壓膜線，其抗拉性好，抗老化能力強(qiáng)，對(duì)棚膜的壓力均勻。

灌溉材料：采用節(jié)水灌溉系統(tǒng)（圖2-8），由泵房設(shè)備（電動(dòng)潛水泵、過(guò)濾器、施肥器及附屬設(shè)備）、棚外管網(wǎng)（主支、毛管）及棚內(nèi)管帶（微型噴頭、滴灌管帶、滲灌管帶、噴灌管帶、灌水器滴頭）三部分組成，溶解于水的化肥和農(nóng)藥可通過(guò)灌溉管網(wǎng)施用。棚內(nèi)管帶材料多選用直徑32mm的噴灌帶。

4．防蟲(chóng)網(wǎng)材料

防蟲(chóng)網(wǎng)（圖2-9）安裝在大棚兩側(cè)的通風(fēng)口上，用卡簧固定在卡槽中，防止通風(fēng)時(shí)害蟲(chóng)進(jìn)入。防蟲(chóng)網(wǎng)的材料類(lèi)型主要有：不銹鋼網(wǎng)、黃銅網(wǎng)、聚乙烯單線網(wǎng)、聚丙烯多股網(wǎng)、尼龍網(wǎng)等。一般選用幅度1m的40目尼龍防蟲(chóng)網(wǎng)。防蟲(chóng)網(wǎng)的顏色以白色和無(wú)色透明為主，也可以是黑色或銀灰色的。白色和無(wú)色防蟲(chóng)網(wǎng)的透光性好，黑色防蟲(chóng)網(wǎng)的遮光效果好，銀灰色防蟲(chóng)網(wǎng)的避蚜效果好，選用何種顏色的防蟲(chóng)網(wǎng)應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和需要而定。

三、拱形鋼架大棚建造安裝技術(shù)

1．拱架安裝

拱架（圖2-10）即鍍鋅半圓拱鋼管，8～8.5m寬大棚，單根拱架長(zhǎng)6m，直徑22～26mm，壁厚1.2mm以上。為便于運(yùn)輸，拱架多采用現(xiàn)場(chǎng)加工，加工設(shè)備時(shí)可根據(jù)所需弧形和肩高，通過(guò)角鐵焊接而成。安裝時(shí)先在拱架一頭30cm處，統(tǒng)一標(biāo)記插入泥土的深度，然后沿大棚兩側(cè)拉線，間隔60～90cm用直徑28～32mm的鋼釬或電鉆打一深30cm的洞孔，洞孔外斜5°，最后將拱架插入洞孔內(nèi)，用眉形彎頭連接拱架頂端即可。安裝拱架要求插入深度一致，左右間距和內(nèi)空間距一致，以保證大棚頂斜面和左右側(cè)面平整。

2．拉桿安裝

拉桿亦稱(chēng)縱向拉桿、橫拉桿，俗稱(chēng)梁。一個(gè)大棚1道頂梁2道側(cè)梁，風(fēng)口等特殊位置需要加裝2道，共安裝5道拉桿。拉桿單根長(zhǎng)5m，40m長(zhǎng)的大棚，3道梁需要拉桿24根。連接拉桿時(shí)先將縮頭插入大頭，然后用螺桿插入孔眼并鉚緊，以防止拉桿脫離或旋轉(zhuǎn)。上梁時(shí)，先安裝頂梁，并進(jìn)行第一次調(diào)整，使頂部和腰部達(dá)到平直；再安裝側(cè)梁，并進(jìn)行第二次、第三次調(diào)整，使腰部和頂部更加平直。如果整體平整度有變形，局部變形較大應(yīng)重新拆裝，直到達(dá)到安裝要求。安裝拉桿時(shí)，用壓頂彈簧卡住拉桿壓著拱架，使拉桿與拱架成垂直連接，相互牽牢。梁的始末兩端用塑料管頭護(hù)套，防止拉桿連接脫落和端頭戳破棚膜。拉桿安裝要求每道梁平順筆直，兩側(cè)梁間距一致，拱架上下間距一致，拉桿與拱架的幾個(gè)連接點(diǎn)形成的一個(gè)平面應(yīng)與地面垂直。

3．斜撐桿安裝

拉桿安裝完后，在棚頭兩側(cè)用斜撐桿將5個(gè)拱架用U型卡連接起來(lái)，防止拱架受力后向一側(cè)傾倒。斜撐桿斜著緊靠在拱架里面，呈“八”字形。每個(gè)大棚至少安裝4根斜撐桿，棚長(zhǎng)超過(guò)50m，每增加10m需要加裝4根。斜撐桿上端在側(cè)梁位置用夾褓與門(mén)拱連接，下端在第5根拱管入土位置，用U型卡鎖緊，中部用U型卡鎖在第2、3、4根拱架上。

4．卡槽安裝

卡槽又稱(chēng)固膜卡槽、壓膜槽，安裝在拱架外面，分為上下兩行，上行距地面高150cm，下行距地面高60～80cm。安裝時(shí)校正拱架間距，用卡槽固定器逐根卡在拱架上固定，卡槽頭用夾褓連接在門(mén)拱或立柱上。單根卡槽長(zhǎng)3m，用卡槽連接片連接。安裝前先在拱架上做出標(biāo)記或拉上細(xì)繩子，這樣安裝的卡槽才會(huì)縱向平直，高低一致，不會(huì)歪斜。

5．棚門(mén)安裝

棚門(mén)（圖2-11、圖2-12）安裝在棚頭，作為出入通道和用于通風(fēng)，南頭安裝2扇門(mén)，豎4根棚頭立柱，2根為門(mén)柱，2根為邊柱，起加固作用；北頭安裝1扇門(mén)，豎6根棚頭立柱，中間2根為門(mén)柱，兩側(cè)各豎2根邊柱。立柱垂直插入泥土，上端抵達(dá)門(mén)拱，用夾褓固定。大棚門(mén)高170～180cm，門(mén)框?qū)?0～100cm，門(mén)上安裝有卡槽。棚門(mén)用門(mén)座安裝在門(mén)柱上，高度不低于棚內(nèi)畦面。門(mén)鎖安裝鐵柄在門(mén)外，鐵片
朝內(nèi)。

6．棚膜安裝

覆蓋棚膜前要細(xì)心檢查拱架和卡槽的平整度。拱形鋼架大棚塑料薄膜寬12m，棚膜幅寬不足時(shí)需黏合。黏合時(shí)可用粘膜機(jī)或電熨斗進(jìn)行，一般PVC膜黏合溫度130℃，EVA及PE膜黏合溫度110℃，接縫寬4cm。黏合前須分清膜的正反面。粘接要均勻，接縫要牢固而平展。裙膜寬度60～100cm。覆蓋棚膜要選無(wú)風(fēng)的晴天，并分清棚膜正反面。上膜時(shí)將薄膜鋪展在大棚一側(cè)或一頭，然后向另一側(cè)或一頭拉直繃緊，并依次固定于卡槽內(nèi)，兩頭棚膜上部卡在卡槽內(nèi)，下部埋于土中。

7．通風(fēng)口安裝

通風(fēng)口設(shè)在拱架兩側(cè)底邊處，寬度80～100cm。選用卷膜器通風(fēng)（圖2-13）時(shí)，卷膜器安裝在棚膜的下端，向上搖動(dòng)卷軸通風(fēng)。安裝卷軸時(shí)，用卡箍將棚膜下端固定于卷軸上，每隔80cm卡一個(gè)卡箍，搖動(dòng)卷膜器搖把，可直接卷放通風(fēng)口。大棚兩側(cè)底通風(fēng)口下卡槽內(nèi)安裝40～60cm高的擋風(fēng)膜。

8．防蟲(chóng)網(wǎng)安裝

在通風(fēng)口及棚門(mén)位置安裝防蟲(chóng)網(wǎng)（圖2-14）。安裝防蟲(chóng)網(wǎng)時(shí)，截取與大棚等長(zhǎng)的防蟲(chóng)網(wǎng)，寬度1m，防蟲(chóng)網(wǎng)上下兩面固定于卡槽內(nèi)，兩端固定在大棚兩端卡槽上。

9．內(nèi)膜安裝

大棚冬春季種植除覆蓋地膜、小拱棚膜和棚膜外，還可加設(shè)一層內(nèi)膜。內(nèi)層膜安裝在外層膜下15～25cm處，可采用圓弧形架或平棚架的形式搭建（圖2-15、圖2-16），內(nèi)層拱架可選用竹竿或鋼筋或拉網(wǎng)式拉繩，竹竿或鋼筋架間距3～5m。棚內(nèi)每畦用竹竿或竹片起拱，高0.8～1.2m，覆蓋小拱棚膜，畦面覆蓋地膜。也可用尼龍繩吊掛內(nèi)膜。

10．灌溉設(shè)備安裝

灌溉設(shè)備安裝采用半固定管道式噴灌安裝系統(tǒng)。泵房設(shè)備（圖2-17）、棚外主支管網(wǎng)等常年固定不動(dòng)，棚內(nèi)管帶（圖2-18～圖2-20）一季作物罷園后拆除，待土地耕整作畦后再安裝。這種安裝方式投資適中，操作和管理較為方便，是目前使用較為普遍的一種管道式噴灌安裝系統(tǒng)。