一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋼結(jié)構(gòu)在土木工程建筑技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。但隨著大跨度的屋面結(jié)構(gòu)被越來越多應(yīng)用，由于其自重的急劇加大，整體結(jié)構(gòu)面臨使用功能、設(shè)計合理性及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相互制約的矛盾，為了滿足結(jié)構(gòu)的使用功能，同時減小結(jié)構(gòu)自重、改善結(jié)構(gòu)剛度，配有拉索的預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)越來越多的應(yīng)用于大型的鋼結(jié)構(gòu)建筑中。通過預(yù)應(yīng)力的拉索與撐桿的布置，大跨度的空間鋼結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都有了很大的改善。張弦梁結(jié)構(gòu)按受力可以分為平面張弦梁結(jié)構(gòu)和空間張弦梁結(jié)構(gòu);平面張弦梁結(jié)構(gòu)是指其結(jié)構(gòu)構(gòu)件位于同一平面內(nèi)，且以平面內(nèi)受力為主的張弦梁結(jié)構(gòu)。平面張弦梁結(jié)構(gòu)根據(jù)上弦構(gòu)件的形狀可以分為三種基本形式:直線型張弦梁、拱形張弦梁、人字型張弦梁結(jié)構(gòu)。
[0003]對于反拱型張弦梁，其張弦梁主梁為下凹布置，拉索大多采用耳板軸銷連接的方式與主梁固定連接，由于其拉索需要彎曲的角度比較大，需要克服的屈服強(qiáng)度也就相對的較大，因此給拉索的安裝造成較大的困難；同時由于反拱型的設(shè)計造成拉索和撐桿的夾角比較大，容易造成相對滑移，因此如何更好地保證固定問題示有待解決的問題。另外，因為反拱張弦梁的整體跨度較大，屋蓋結(jié)構(gòu)重量比較大，采用傳統(tǒng)的吊裝方式無法滿足施工要求，同時也很難保證加工精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明的目的:為了克服以上不足，本發(fā)明公開一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、穩(wěn)固，并且能夠保證在整體張拉的過程中不會出現(xiàn)滑移的現(xiàn)象，即使在大跨度承載條件下，也能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定牢固。
[0005]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明公開了一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，包括一組平行排布的單元梁和相鄰單元梁之間垂直分布的檁條;所述一組單元梁兩端設(shè)有管桁架;所述單元梁包括張弦梁和位于其下部的拉索;所述張弦梁與拉索之間設(shè)有多根撐桿;所述撐桿的上端通過銷軸與張弦梁固定連接，下端通過鑄鋼件索具與拉索固定連接;所述拉索兩端通過O型索頭與張弦梁鉸接固定;所述單元梁兩端底部設(shè)有球形鋼支座;所述撐桿與對應(yīng)的檁條之間設(shè)有斜拉索;所述屋面張弦梁之間設(shè)有屋面交叉支撐。
[0006]本發(fā)明所述的反拱張弦梁，其撐桿與張弦梁之間采用軸銷固定連接，使得在拉索張拉的過程過不會因為受力過大，導(dǎo)致彼此之間的內(nèi)應(yīng)力過大，因此斷裂的現(xiàn)象；同時撐桿通過鑄鋼件鎖具與拉索固定連接，使得在較大的夾角下也不會產(chǎn)生滑移的現(xiàn)象，保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;另外O型索頭的使用，使得拉鎖的張拉過程更加的方便快捷。
[0007]進(jìn)一步的，上述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，每榀單元梁中所述球形鋼支座設(shè)有3個，分別于底部的對應(yīng)的鋼管柱固定連接。
[0008]進(jìn)一步的，上述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，所述的張弦梁采用箱型鋼梁分段拼裝而成。
[0009]進(jìn)一步的，上述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，所述的每榀張弦梁中拉索設(shè)有兩根;所述拉索采用直徑為95mm?10mm的高釩鍍層拉索加工制得。高釩索具有很好的剛度、韌性和耐磨性，保證拉索在巨大的張力作用下不會出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
[0010]進(jìn)一步的，上述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，所述的屋面交叉支撐交叉穿過檁條，并通過軸銷與張弦梁固定連接。屋面交叉支撐保證了單元梁和檁條之間的連接牢固，相當(dāng)于加強(qiáng)筋的作用，能夠保證整個屋蓋結(jié)構(gòu)的一體性。
[0011]進(jìn)一步的，上述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，所述的檁條采用H型鋼加工制得。
[0012]同時，本發(fā)明還提供一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋的安裝方法，具體包括如下步驟:
1)根據(jù)具體的設(shè)計要求，進(jìn)行屋蓋的有限元分析、張拉力計算及仿真模擬；
2)搭設(shè)現(xiàn)場拼裝胎架及支撐塔架，利用塔吊安裝最內(nèi)側(cè)管桁架及兩側(cè)的鋼管柱；
3)搭設(shè)門式格構(gòu)式臨時胎架，并在其上面分段拼裝第一榀張弦梁，然后安裝撐桿及拉索，并安裝檁條、張拉斜拉索；
4)按照步驟3)依次完成第二榀、第三榀單元梁以及彼此之間檁條的安裝；
5)安裝第四榀單元梁，同時張拉第一榀單元梁，使其脫離臨時支撐胎架；
6)安裝第五榀單元梁，同時張拉第二榀單元梁，使其脫離臨時支撐胎架；
7)依照上述步驟，完成所有單元梁的安裝，同時利用塔吊將最外側(cè)一榀管桁架吊裝完成；
8)沿安裝順序的反方向依次張拉拉索到100%預(yù)緊，并安裝屋面交叉支撐，進(jìn)而完成所述張弦梁屋蓋的安裝。
[0013]進(jìn)一步的，上述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋的安裝方法，所述的管桁架的安裝工藝流程為:桁架分段拼裝胎架制作;管桁架主弦桿定位;桁架豎向腹桿定位;桁架水平腹桿及斜腹桿定位安裝;桿件焊接及檢測;焊后校正;分段涂裝。
[0014]進(jìn)一步的，上述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋的安裝方法，所述的單元梁分段安裝前，先對臨時支撐胎架支撐模板標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，滿足安裝精度要求后方可進(jìn)行吊裝;為確保張弦梁分段的穩(wěn)定，當(dāng)分段定位后，盡快進(jìn)行分段間焊縫的定位焊焊接，并在分段兩端各安裝一根屋蓋次梁，與前一榀已安裝完成的張弦梁盡快形成穩(wěn)定體系，確保施工安全。
[0015]上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明的所述的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋及其施工方法，所述的張弦梁屋蓋其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，撐桿通過鋼鑄件索具保證了拉索在張拉的過程中不會導(dǎo)致彼此之間出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，同時拉索兩端通過O型索頭與張弦梁固定連接，由于反拱張弦梁的主梁撐下凹狀態(tài)，拉索承受的張力較大，因此O型索頭能夠使得拉鎖的張拉更加的方便快捷;再者，撐桿通過斜拉索與兩側(cè)的檁條項鏈，防止張弦梁由于受到內(nèi)部的應(yīng)力作用出現(xiàn)側(cè)面傾斜的現(xiàn)象。另外，本發(fā)明所述的安裝方法，將所述的單元梁采用分段拼裝的方法，簡化了整體的結(jié)構(gòu)，使得安裝更加的有序快捷；同時，在完成前四榀單元梁的安裝之后，進(jìn)行第一榀單元梁的張拉預(yù)緊，保證了整個結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，使得彼此之間的對接誤差減小。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的張弦梁與拉索的局部連接示意圖；
圖3為本發(fā)明所述的撐桿與張弦梁上部連接示意圖；
圖4為本發(fā)明所述的撐桿與張弦梁下部連接示意圖；
圖5為本發(fā)明所述的撐干與張弦梁局部連接的側(cè)視圖；
圖6為本發(fā)明所述的球形鋼支座局部示意圖；
圖中:1-張弦梁、2-拉索、3-撐桿、4-球形鋼支座、5-鋼鑄件索具、6-0型索頭、7-斜拉索、8-屋面交叉支撐、9-檁條、I O-管桁架。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的描述。
實(shí)施例
[0018]如圖1?6所示的一種大跨度鋼結(jié)構(gòu)反拱張弦梁屋蓋，包括一組平行排布的單元梁和相鄰單元梁之間垂直分布的檁條9;所述一組單元梁兩端設(shè)有管桁架10;所述單元梁包括張弦梁I和位于其下部的拉索2，其中張弦梁I采用箱型鋼梁分段焊接而成，拉索2采用直徑為95mm?10mm的高釩鍍層拉索加工制得;所述張弦梁I與拉索2之間設(shè)有多根撐桿3;如圖
2、圖3所示的撐桿3的上端通過銷軸與張弦梁I固定連接，下端通