CN105649252A - 一种张弦梁钢结构屋盖及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种张弦梁钢结构屋盖及其安装方法，包括：若干榀等间距平行分布的张弦梁结构和檩条；所述张弦梁结构包括上部拱形钢梁、下部钢拉索和位于二者之间的若干根平行分布的拉杆；所述拱形钢梁两端设有拉索耳板；所述钢拉索的两端通过拉索耳板分别与拱形钢梁的两端固定；所述拉杆上部通过锁扣与拱形钢梁铰接，拉杆的下端与钢拉索固定连接；所述檩条位于相邻两榀张弦梁单元的拱形钢梁之间，并与拱形钢梁垂直固定连接；所述的安装方法采用固定的滑移拼装胎架，将屋面结构分多次累积滑移，其技术方案设计合理，具有很大的市场竞争力。

Description

一种张弦梁钢结构屋盖及其安装方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体为一种张弦梁钢结构屋盖，及张弦梁钢结构屋盖的安装方法。

背景技术

目前，钢结构在土木工程建筑技术领域的应用越来越广泛。但随着大跨度的屋面结构被越来越多应用，由于其自重的急剧加大，整体结构面临使用功能、设计合理性及经济指标相互制约的矛盾，为了满足结构的使用功能，同时减小结构自重、改善结构刚度，配有拉索的预应力张弦梁结构越来越多的应用于大型的钢结构建筑中。通过预应力的拉索与撑杆的布置，大跨度的空间钢结构的承载力和刚度都有了很大的改善。张弦梁结构按受力可以分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构；平面张弦梁结构是指其结构构件位于同一平面内，且以平面内受力为主的张弦梁结构。平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为三种基本形式：直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字型张弦梁结构。

传统的张弦梁结构由于其跨度小，重量大，刚才耗用量较多，因此造成安装过程极具困难，并且结构复杂，组装较为繁琐。目前，大多数张弦梁钢结构大都采用搭设高空支撑胎架，在胎架上进行拼装焊接，此种工艺对于空间布局复杂的建筑结构来说极为困难，同时搭设大面积高空胎架，浪费施工周期，消耗大量的成本，安装完成后进行高空预应力张拉，很难保证结构张力的统一性。

发明内容

发明的目的：为了克服以上不足，本发明公开一种张弦梁钢结构屋面，具有空间跨度大、结构简单、重量较轻等优点，并且安装及拆卸方便。

技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种张弦梁钢结构屋盖，包括若干榀等间距平行分布的张弦梁结构和檩条；所述张弦梁结构包括上部拱形钢梁、下部钢拉索和位于二者之间的若干根平行分布的拉杆；所述拱形钢梁两端设有拉索耳板；所述钢拉索的两端通过拉索耳板分别与拱形钢梁的两端固定；所述拉杆上部通过锁扣与拱形钢梁铰接，拉杆的下端与钢拉索固定连接；所述檩条位于相邻两榀张弦梁单元的拱形钢梁之间，并与拱形钢梁垂直固定连接。

若干榀等间距平行分布的张弦梁结构和檩条构成整个屋面结构，使得结构整体结构简单，并且保证了各单元之间衔接顺畅，进而保证了结构整体的稳定性，钢拉索通过拉索耳板与拱形钢梁固定连接，保证了组装的方便，并且可以根据具体的张力情况进行调节，简中带新的设计方案，使得结构整体具有很大的市场竞争力。

进一步的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖，所述拱形钢梁之间设有交叉分布的固定支撑。固定支撑一方面位于屋盖四周，另一方面等间隔的分布在拱形钢梁之间，保证了结构的衔接部位刚度更强，进而保证整体的稳定性，起到了一个加强固定的作用。

进一步的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖，所述张弦梁结构通过滑动支座与下部混凝土结构相连。采用滑动支座作为支撑部件，所述的滑动支座内部设有轴向止推轴承，在保证承载力的同时，使得结构整体具有一定的柔韧度，具有一定的缓冲作用，能够抵抗风、雪的剪切力，保证结构之间不至于出现断裂的现象。

进一步的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖，所述檩条和固定支撑采用箱型冷弯空心型钢加工制得。

进一步的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖，所述刚拉索和拉索耳板、拉杆和拱形钢梁之间设有松紧可调节单元，使得张拉力的调节更加方便快捷。

同时，本发明还提供了一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，将屋盖整体根据工况分为若干滑移单元，各单元之间设有嵌补区，最外侧的一榀张弦梁结构采用吊装安装，然后采用累积滑移的施工方法完成整个安装过程，具体包括以下步骤：

1）仿真模拟分析：根据材料的特性，计算出工况的张拉力值，并利用计算机仿真模拟，参照动力设备的最大载荷，将屋盖结构合理的分为若干滑移单元；

2）滑移设备的布置安装：在结构外侧第1榀和第2榀之间搭设临时拼装胎架，同时在屋盖结构两侧的纵向混凝土结构上铺设通长滑移轨道，并安装滑移驱动设备及相应的控制设备和检测设备；

3）预滑移：滑移设备安装完成后，对各设备进行连接是否无误、压力是否达标、各工序间动作是否正确检查，所述检查完成后，进行空载预滑移，并针对问题进行检修调试；

4）累积滑移：

①在临时拼装胎架上安装前两榀拱形钢梁及檩条、固定支撑，然后安装相应的钢拉索，并通过拉索耳板进行第一级张拉，张拉完成后，进行对应的拉杆的安装张拉，待形成稳定单元后滑移一个单位；

②然后在最外侧拼装胎架上安装第三榀拱形钢梁及对应的檩条、固定支撑、钢拉索、拉杆，待钢拉索第一级张拉完成且拉杆张拉完成后进行第二次累积滑移；

③按照此方法和顺序完成所述第一个滑移单元的拼装滑移，并将其滑移至原设计位置，并安装滑动支座，然后进行第二级张拉，完成后进行屋面层的铺设；

④按照步骤①～③所述的方法，完成剩余滑移单元的拼装滑移；

5）嵌补安装：安装各滑移单元之间嵌补区的檩条和固定支撑；

6）吊装最外侧的一榀张弦梁结构，所述张弦梁钢屋盖安装完成。

进一步的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，所述临时拼装胎架的搭设适当向结构内部偏移，包括固定支撑架和拼装平台，一般的选取偏移量为1m～2m；所述张弦梁结构相对固定支撑架中心偏心0.8m～1.2m定位。

进一步的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，所述通长滑移轨道采用43Kg级铁路用热轧钢轨，并采用吊装安装；所述吊装安装前，先用全站仪在混凝土框架梁上测量定位滑移轨道轴线位置。

进一步的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，所述滑移驱动设备采用液压爬行器；所述液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移轨道连接，另一端以铰接点形式与滑移胎架或构件连接，中间利用液压油缸驱动爬行。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明的所述的一种张弦梁钢结构屋盖及其安装方法，其屋面结构设计简单，有张弦梁结构和之间的檩条固定连接形成整个屋面结构，具有跨度大、结构稳定性好；同时所述的安装方法，采用多次累积滑移的安装方法，在不需要大量支撑胎架的基础上，保证了安装的顺利进行，减小了占地面积，并且保证了整体结构的稳定性和各杆件之间的精度。

附图说明

图1为本发明所述的张弦梁钢结构屋盖的部分结构示意图；

图2为本发明所述的张弦梁钢结构屋盖的主视图；

图3为钢拉索与拱形钢梁连接局部放大图；

图4为本发明所述的张弦梁钢结构屋盖的俯视图；

图中：1-拱形钢梁、2-钢拉索、3-拉杆、4-拉索耳板、5-檩条、6-固定支撑、7-滑动支座。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。

实施例

如图1所示的一种张弦梁钢结构屋盖，包括若干榀等间距平行分布的张弦梁结构和檩条5；所述张弦梁结构包括上部拱形钢梁1、下部钢拉索2和位于二者之间的若干根平行分布的拉杆3；所述拱形钢梁1两端设有拉索耳板4；所述钢拉索2的两端通过拉索耳板4分别与拱形钢梁1的两端固定；所述拉杆3上部通过锁扣与拱形钢梁1铰接，拉杆3的下端与钢拉索2固定连接；所述檩条5位于相邻两榀张弦梁单元的拱形钢梁1之间，并与拱形钢梁1垂直固定连接；所述拱形钢梁之间设有交叉分布的固定支撑，固定支撑一方面位于屋盖四周，另一方面等间隔的分布在拱形钢梁之间过，保证了结构衔接部位的稳定；另外如图3所示的张弦梁结构通过滑动支座7与下部混凝土结构相连，刚柔并济，保证结构的刚度和韧度。

如图1所示的檩条5和固定支撑6采用箱型冷弯空心型钢加工制得。所述刚拉索2和拉索耳板4、拉杆3和拱形钢梁1之间设有松紧可调节单元。

另外，上述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，将屋盖整体根据工况分为若干滑移单元，各单元之间设有嵌补区，最外侧的一榀张弦梁结构采用吊装安装，然后采用累积滑移的施工方法完成整个安装过程，具体包括以下步骤：

1）仿真模拟分析：根据材料的特性，计算出工况的张拉力值，并利用计算机仿真模拟，参照动力设备的最大载荷，将屋盖结构合理的分为若干滑移单元；

2）滑移设备的布置安装：在结构外侧第一榀和第二榀之间搭设临时拼装胎架，同时在屋盖结构两侧的纵向混凝土结构上铺设通长滑移轨道，并安装滑移驱动设备及相应的控制设备和检测设备；

3）预滑移：滑移设备安装完成后，对各设备进行连接是否无误、压力是否达标、各工序间动作是否正确检查，所述检查完成后，进行空载预滑移，并针对问题进行检修调试；

4）累积滑移：

①在临时拼装胎架上安装前两榀拱形钢梁1及檩条5、固定支撑6，然后安装相应的钢拉索2，并通过拉索耳板4进行第一级张拉，张拉完成后，进行对应的拉杆3的安装张拉，待形成稳定单元后滑移一个单位；

②然后在最外侧拼装胎架上安装第三榀拱形钢梁1及对应的檩条5、固定支撑6、钢拉索2、拉杆3，待钢拉索2第一级张拉完成且拉杆3张拉完成后进行第二次累积滑移；

③按照此方法和顺序完成所述第一个滑移单元的拼装滑移，并将其滑移至原设计位置，并安装滑动支座7，然后进行第二级张拉，完成后进行屋面层的铺设；

④按照步骤①～③所述的方法，完成剩余滑移单元的拼装滑移；

5）嵌补安装：安装各滑移单元之间嵌补区的檩条5和固定支撑6；

6）吊装最外侧的一榀张弦梁结构，所述张弦梁钢屋盖安装完成。

优选的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，所述临时拼装胎架的搭设适当向结构内部偏移，包括固定支撑架和拼装平台，一般的选取偏移量为1m～2m；所述张弦梁结构相对固定支撑架中心偏心0.8m～1.2m定位。

优选的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，所述通长滑移轨道采用43Kg级铁路用热轧钢轨，并采用吊装安装；所述吊装安装前，先用全站仪在混凝土框架梁上测量定位滑移轨道轴线位置。

优选的，上述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，其滑移驱动设备采用液压爬行器；液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移轨道连接，另一端以铰接点形式与滑移胎架或构件连接，中间利用液压油缸驱动爬行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种张弦梁钢结构屋盖，其特征在于：包括：若干榀等间距平行分布的张弦梁结构和檩条（5）；所述张弦梁结构包括上部拱形钢梁（1）、下部钢拉索（2）和位于二者之间的若干根平行分布的拉杆（3）；所述拱形钢梁（1）两端设有拉索耳板（4）；所述钢拉索（2）的两端通过拉索耳板（4）分别与拱形钢梁（1）的两端固定；所述拉杆（3）上部通过锁扣与拱形钢梁（1）铰接，拉杆（3）的下端与钢拉索（2）固定连接；所述檩条（5）位于相邻两榀张弦梁单元的拱形钢梁（1）之间，并与拱形钢梁（1）垂直固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种张弦梁钢结构屋盖，其特征在于：所述拱形钢梁（1）之间设有交叉分布的固定支撑（6）。

3.根据权利要求1所述的一种张弦梁钢结构屋盖，其特征在于：所述张弦梁结构通过滑动支座（7）与下部混凝土结构相连。

4.根据权利要求1所述的一种张弦梁钢结构屋盖，其特征在于：所述檩条（5）和固定支撑（6）采用箱型冷弯空心型钢加工制得。

5.根据权利要求1所述的一种张弦梁钢结构屋盖，其特征在于：所述刚拉索（2）和拉索耳板（4）、拉杆（3）和拱形钢梁（1）之间设有松紧可调节单元。

6.一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，其特征在于：将屋盖整体根据工况分为若干滑移单元，各单元之间设有嵌补区，最外侧的一榀张弦梁结构采用吊装安装，然后采用累积滑移的施工方法完成整个安装过程，具体包括以下步骤：

1）仿真模拟分析：根据材料的特性，计算出工况的张拉力值，并利用计算机仿真模拟，参照动力设备的最大载荷，将屋盖结构合理的分为若干滑移单元；

2）滑移设备的布置安装：在结构外侧第1榀和第2榀之间搭设临时拼装胎架，同时在屋盖结构两侧的纵向混凝土结构上铺设通长滑移轨道，并安装滑移驱动设备及相应的控制设备和检测设备；

3）预滑移：滑移设备安装完成后，对各设备进行连接是否无误、压力是否达标、各工序间动作是否正确检查，所述检查完成后，进行空载预滑移，并针对问题进行检修调试；

4）累积滑移：

①在临时拼装胎架上安装前两榀拱形钢梁（1）及檩条（5）、固定支撑（6），然后安装相应的钢拉索（2），并通过拉索耳板（4）进行第一级张拉，张拉完成后，进行对应的拉杆（3）的安装张拉，待形成稳定单元后滑移一个单位；

②然后在最外侧拼装胎架上安装第3榀拱形钢梁（1）及对应的檩条（5）、固定支撑（6）、钢拉索（2）、拉杆（3），待钢拉索（2）第一级张拉完成且拉杆（3）张拉完成后进行第2次累积滑移；

③按照此方法和顺序完成所述第一个滑移单元的拼装滑移，并将其滑移至原设计位置，并安装滑动支座（7），然后进行第二级张拉，完成后进行屋面层的铺设；

④按照步骤①～③所述的方法，完成剩余滑移单元的拼装滑移；

5）嵌补安装：安装各滑移单元之间嵌补区的檩条（5）和固定支撑（6）；

6）吊装最外侧的一榀张弦梁结构，所述张弦梁钢屋盖安装完成。

7.根据权利要求6所述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，其特征在于：所述临时拼装胎架的搭设适当向结构内部偏移，包括固定支撑架和拼装平台，一般的选取偏移量为1m～2m；所述张弦梁结构相对固定支撑架中心偏心0.8m～1.2m定位。

8.根据权利要求6所述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，其特征在于：所述通长滑移轨道采用43Kg级铁路用热轧钢轨，并采用吊装安装；所述吊装安装前，先用全站仪在混凝土框架梁上测量定位滑移轨道轴线位置。

9.根据权利要求6所述的一种张弦梁钢结构屋盖的安装方法，其特征在于：所述滑移驱动设备采用液压爬行器；所述液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移轨道连接，另一端以铰接点形式与滑移胎架或构件连接，中间利用液压油缸驱动爬行。