CN107254917A - 一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及其施工方法 - Google Patents

一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢桁架结构,尤其涉及一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及其施工方法,属于钢结构领域。包括钢桁架和双索下弦节点紧固装置,所述的钢桁架两端的底部分别设有万向球铰接节点,所述的钢桁架的下方设有若干连续分布的双索下弦节点紧固装置,所述的钢桁架与双索下弦节点紧固装置间通过V型撑杆进行定位,所述的钢桁架下方的两端分别设有多向索交叉固定节点,所述的钢桁架与多向索交叉固定节点通过多弦支撑杆进行定位,所述的双索下弦节点紧固装置、钢桁架和多向索交叉固定节点通过主张弦双拉索定位,所述的多向索交叉固定节点与钢桁架通过斜拉索定位。一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及其施工方法结构紧凑,施工方法科学合理。

Description

一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种钢桁架结构,尤其涉及一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及 其施工方法,属于钢结构领域。
背景技术
[0002] 封闭式煤棚一般采用中间无柱式大跨度空间结构,其中多阶次预应力钢桁架结构 就是其中一种,采用该结构的煤棚跨度可达200m,结构高度可达60m以上。多阶次预应力结 构在桁架下部设置双预应力张弦索及斜拉索,通过V型撑杆相互连接,张弦索、斜拉索与钢 桁架共同作用,形成多阶次预应力结构体系,主桁架中部主张弦双拉索两侧端头生根于主 桁架上,结构两边斜拉索靠近支座一段生根于主桁架上,另一端固定于主张弦双拉索节点 上,主索在主张弦双拉索节点处断开,见图1。两榀主桁架间通过部分采用拉索和钢桁架相 结合的联系桁架形成大跨度稳定空间结构体系,两端山墙结构采用空间钢管相贯桁架结 构。由于科学合理地引入了自平衡的预应力构件,该结构力学高效、造型新颖美观,同时降 低钢结构内力峰值,调整结构内力合理分布,增加结构刚度。作为一种新型的预应力钢结构 形式,跨度大,结构高度高,施工难度大,综合技术要求达到国内一流水平。
[0003] 预应力结构在施工过程中,而索与竖向撑杆的之间的几何关系以及两者之间的摩 擦性质、张拉顺序等必然影响预应力损失,并最终导致预应力施工完成后弦支网格结构的 索、撑杆、网壳构件的实际内力大小及分布与设计不符,这将对整个弦支结构的力学性能产 生不利影响。此结构相对复杂,而且使用效果不出色。
发明内容
[0004] 本发明主要是解决现有技术中存在的不足,提供一种结构紧凑,快速、经济、有效 的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及其施工方法。
[0005] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0006] 一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,包括钢桁架和双索下弦节点紧固装置, 所述的钢桁架两端的底部分别设有万向球铰接节点,所述的钢桁架的下方设有若干连续分 布的双索下弦节点紧固装置,所述的钢桁架与双索下弦节点紧固装置间通过V型撑杆进行 定位,所述的钢桁架下方的两端分别设有多向索交叉固定节点,所述的钢桁架与多向索交 叉固定节点通过多弦支撑杆进行定位,所述的双索下弦节点紧固装置、钢桁架和多向索交 叉固定节点通过主张弦双拉索定位,所述的多向索交叉固定节点与钢桁架通过斜拉索定 位。
[0007]作为优选,所述的双索下弦节点紧固装置包括下盖板,所述的下盖板的上部设有 上盖板,所述的上盖板与下盖板形成二个相间隔分布的索孔,所述的主张弦双拉索穿过索 孔,所述的v型撑杆固定在上盖板的上部。
[0008]作为优选,所述的下盖板是整块或二块,所述的上盖板与下盖板通过若干高强螺 栓紧固;所述的上盖板与下盖板的折角分别呈磨圆倒角,磨圆倒角的半径比板厚的1/2少4 〜8笔木,所还的系扎的亘砼比主张弦双拉索的直径大毫米,所述的上盖板与下盖板 间的间距为6-8毫米,所述的索孔的内壁设有毛齿,所述的毛齿的高度为^随;
[0009]磨圆倒角的半径比板厚的1/2少4〜S毫米,这里的板厚是指上盖板或下盖板。
[0010]所述的V型撑杆与上盖板间通过加劲板紧固。
[0011]作为优选,所述的多向索交叉固定节点包括焊接球,所述的焊接球与多弦支撑杆 固定,所述的焊接球中设有向外延伸的多弦支撑杆,所述的焊接球的左侧端与右侧端分别 设有若千呈错位分布的拉索耳板组件,二个拉索耳板组件呈匹配对应式分布。
[0012]作为优选,所述的拉索耳板组件包括拉索耳板,所述的拉索耳板与焊接球相固定, 所述的拉索耳板的外端部设有销轴垫板,所述的销轴垫板中设有拉索孔,所述的拉索耳板 呈扇形状,所述的主张弦双拉索穿过拉索孔。
[0013]作为优选,所述的焊接球的左侧端设有三个拉索耳板组件,焊接球的右侧端设有 二个拉索耳板组件,所述的拉索耳板与焊接球间通过外加劲板固定,所述的外加劲板与拉 索耳板呈垂直分布,所述的焊接球中设有与拉索耳板相固定的内加劲板。
[0014]作为优选,所述的万向球较接节点包括凹型构件和凸型构件,所述的凸型构件与 钢桁架固定,所述的凸型构件的上部呈球头状,所述的凸型构件沿凹型构件进行转动连接, 所述的凸型构件通过扣盖与凹型构件固定,所述的凸型构件的上部与凹型构件间设有聚四 氯乙炼层。
[0015]作为优选,所述的凹型构件半嵌入至扣盖中,所述的扣盖与凹型构件通过螺栓固 定,所述的凸型构件的球头部分沿凹型构件和扣盖转动。
[0016] —种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构的施工方法,按以下步骤进行:
[0017](—)、超大跨度多阶次预应力钢桁架结构分区提升,分区吊装施工方法: ⑽18] a、根据结构特点划分施工区域:
[0019]根据主索设置位置外扩一个网格对该结构进行施工分区划分,对中间跨主预应力 索部分的桁架采取大面积网格结构提升施工,对边跨桁架采取吊装提升施工工艺,待提升 分区及吊装分区桁架完成后,后补两个提升分区间的桁架;
[0020] b、超大跨度多阶次预应力钢桁架结构索体安装;
[0021]提升区桁架分块在拼装胎架上地面拼装完成后,安装带有万向球铰接点V型撑杆, 安装主索固定端V型撑杆,对应把万向球铰接点向上嵌入扣盖内的下凹半球构件内,高强螺 栓自下往上穿入螺栓不通孔内,拧紧高强螺栓,该V型撑杆的上节点安装完成;
[0022]安装主索固定端间中间V型撑通过销轴节点内传入螺栓拧紧即可,然后安装主桁 架的预应力主双拉索,主索安装顺序:拉索在主桁架下方展开以后,在主桁架上每个撑杆的 位置设置一个倒链,利用卷扬机和倒链进行安装,通过倒链和吊装带同时提升索头和索体, 待索体高度和节点高度等高时安装索头和索夹;每根拉索先安装固定端再安装调节端:借 助导链牵引索头,安装主张拉索的两端的多向索交叉节点固定索端,拧紧高强螺栓;然后根 据拉索上的标记点,将拉索和固定装置相连,紧固所有的高强螺栓;最后按照同样的方法安 装主拉索的边索的调节端交叉节点索头,完成整榀桁架的主拉索的安装;
[0023] c、超大跨度多阶次预应力钢桁架结构分区提升:
[0024]提升区主桁架张弦钢索进行预紧,主桁架地面胎架上预紧时桁架外扩变形控制要 求:在2mm范围内,逐步至设计初拉力的20%,完成后复测其桁架的尺寸和变形值,并通过 midas有限元分析计算,在初步预应力及主桁架提升点的共同作用,提升过程达到设计要求 (夕卜扩变形<6mm)的控制范围内;
[0025]该提升单元提升利用边榀已经拼装到位的边榀桁架进行提升,提升单元逐级加载 提升至约离地面150mm后,暂停提升;并在静置12小时过程中,将拼装支撑架垂直于主析架 方向稳定联系桁架拆除,保留平行于主桁架方向的稳定连接桁架,确保提升顺畅安全;
[0026]之后继续提升桁架单元,直至到达设计位置,然后与边榀桁架焊接,形成整体,卸 载提升设备;完成提升桁架单元1区安装,利用同样方法,完成提升分区单元2区安装;
[0027](二)、多阶次预应力钢桁架结构分区分批预应力张拉方法:
[0028]各区结构拼装完毕且焊接检验合格以后,对张弦主索、斜拉索和联系索张拉至设 计初拉力;
[0029]根据设计要求,与斜拉索相对应的张弦腹杆需在张弦主索张拉完成后再安装,张 弦主索和斜拉索分区进行张拉,首先张拉张弦主索,再张拉斜拉索;张弦主索在桁架两端均 设置调节端,采用两端张拉的方式,双端张拉;张弦斜拉索采用调节端单端张拉的方式,单 端张拉;
[0030]最后进行分区单向张拉次桁架水平拉索至设计内力,所有张拉均一级张拉到位; [0031]在施工过程中,为保证更高的施工质量,特此对结构进行施工监测;在整个施工过 程中,监测以拉索索力控制为主,结构位移控制为辅;其中,位移监控预警值为理论变形的 ±10%且超过±10mm;撑杆垂直度允许偏差为撑杆长度的1/150,且不大于50mm;索力监控 预警值为理论值的±5%;
[0032]在张拉过程中将测量数据与计算的理论值进行比较,如果出现较大异常应停止张 拉,待找到原因并确定解决方案后再继续张拉。
[0033]双索下弦节点紧固装置:V型撑杆连接结构是焊接有V型撑杆加肋板的固定装置上 盖板,该盖板根据受力要求开设上下贯通螺栓孔群,并于板面下面在索体放置位置根据索 径开设两个下凹半圆索道;固定索机构由高强螺栓群及两块固定装置下盖板组成,该两块 固定装置下盖板分别开设与固定装置上盖板对应的贯通螺栓孔群,并在板面上面索体位置 开设上凹型半圆索道。为了节点美观,此处上下固定装置盖板外露棱边需做倒角磨圆,磨圆 半径比板厚&amp;1/2少4〜8毫米。此处上、下半圆凹槽构成穿索孔道,该孔道直接比索体直径 稍大1〜1.5毫米。为了更加达到紧固预应力索体的要求,组成孔道的两个上下盖板索道开 半圆需上下平推3〜4毫米。因此当索体嵌入索道经高强螺栓紧固后,上下盖板间距约6〜 8毫米,从而达到紧固索体的作用。同时索道面需用电焊拉毛处理,毛齿高度丨〜卩謹,当索穿 入固定装置上盖板孔道时,通过从上端穿高强螺栓入上下盖板后,拧紧高强螺栓,达到下弦 预应力拉索紧固并和撑杆有效连接的目的。
[0034]多向索交叉固定节点:用于连接断开主索,并作为次索与主索的连接节点,其包括 焊接球、拉索耳板、耳板加劲板、销轴垫板。
[0035] 1)、选择合适的尺寸制作焊接球,根据不同球径在拉索耳板对应位置设置不同数 量内加劲板以保证球的整体刚度。
[00¾] 2)、根据拉索的数量和方位,加工定位耳板,将耳板按照对应拉索方向焊接于球表 面。采用剖口全熔透一级焊缝。
[0037] 3)、在耳板两侧垂直球面设置加劲板,增加节点强度和侧向稳定性。
[0038]万向球铰接节点:所述凸型构件主体结构安装前定位焊接于撑杆上;凹型构件内 设置四氟乙烯;凸型构件再安装在凹型构件内部。扣盖通过高强螺栓及螺栓垫片安装在凹 型构件上,安装到位之后拧紧。
[0039]将V形撑杆与主体结构通过可万向转动钢节点连接一起,起到不传递扭矩力作用; 构造简单,万向球铰接点可成批加工,与撑杆焊接后即可连接到主结构上,实现施工现场装 配式,安装进度快,经济效益高。保证合理传递轴向力同时实现竖向扭力,满足V型撑杆与主 体结构转动连接。
[0040]发明的效果和优点:
[0041] 1、施工精度高。本发明专利由于采用了多阶次预应力结构双索下弦节点紧固装 置,可以更加简单、准确、有效的进行下弦节点紧固,使在索受力后该紧固装置仍能加紧连 续索,不移位,并能防止拉索的偏心,减少张拉力的损失,不会对拉索产生影响、而且美观、 其承载力高,能有效防止在下弦拉索张拉时对紧固件的局部破坏,防止紧固件受力屈曲。因 此保证了拉索,竖向撑杆等的预应力精度。
[0042] 2、主张弦双拉索固定端采用了主张拉多向索交叉固定节点,该节点为主索断开节 点,满足了主索、斜拉索力的分配要求,且承载力高,现场装配化施工;主张弦双拉索固定端 对应位置V型撑杆与桁架连接节点采用万向球铰接节点,满足三向转动,满足张拉施工要 求。
[0043] 3、大跨度多阶次预应力结构采用分区提升与分区吊装施工的方法施工,施工效率 高;分区分批次张拉方法施工速度快,方法简单易行,成效明显。4、施工成本低。采用的预应 力施工方法所用的设备简单而施工精度高,可避免反复调整索力的时间、人力物力等资源, 且采取分区分批次张拉,避免同时使用大量的张拉设备和人力,因此施工成本大幅度降低。 [0044]本发明提供一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构及其施工方法,结构紧凑,施 工方法科学合理。
附图说明
[0045]图1是本发明的结构示意图;
[0046]图2是本发明中双索下弦节点紧固装置的结构示意图;
[0047]图3是本发明中双索下弦节点紧固装置的另一结构示意图;
[0048]图4是本发明中多向索交叉固定节点的结构示意图;
[0049]图5是图4中的A-A剖视结构示意图;
[0050]图6是本发明中万向球铰接节点的结构示意图;
[0051]图7是本发明中主张弦双拉索双向张拉方向的结构示意图;
[0052]图8是本发明中斜拉索单向张拉方向的结构示意图;
[0053]图9是本发明中施工区域的结构示意图;
[0054]图10是本发明中提升1区主张弦双拉索双向张拉顺序的结构示意图;
[0055]图11是本发明中提升1区斜拉索单向张拉顺序的结构示意图;
[0056] 图12是本发明中提升2区主张弦双拉索双向张拉顺序的结构示意图;
[0057] 图13是本发明中提升2区斜拉索单向张拉顺序的结构示意图。
具体实施方式
[0058]下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0059]实施例1:如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9图10、图11、图12和图13所 示,一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,包括钢桁架1和双索下弦节点紧固装置2,所述 的钢桁架1两端的底部分别设有万向球铰接节点3,所述的钢桁架1的下方设有若干连续分 布的双索下弦节点紧固装置2,所述的钢桁架1与双索下弦节点紧固装置2间通过V型撑杆4 进行定位,所述的钢桁架1下方的两端分别设有多向索交叉固定节点5,所述的钢桁架i与多 向索交叉固定节点5通过多弦支撑杆6进行定位,所述的双索下弦节点紧固装置2、钢桁架! 和多向索交叉固定节点5通过主张弦双拉索7定位,所述的多向索交叉固定节点5与钢桁架} 通过斜拉索8定位。
[0060] 所述的双索下弦节点紧固装置2包括下盖板9,所述的下盖板9的上部设有上盖板 1 〇,所述的上盖板10与下盖板9形成二个相间隔分布的索孔11,所述的主张弦双拉索7穿过 索孔11,所述的V型撑杆4固定在上盖板10的上部。
[0061] 所述的下盖板9是整块或二块,所述的上盖板10与下盖板9通过若千高强螺栓紧 固;所述的上盖板10与下盖板9的折角分别呈磨圆倒角,磨圆倒角的半径比板厚的i /2少4〜 8毫米,所述的索孔11的直径比主张弦双拉索7的直径大1〜1.5毫米,所述的上盖板10与下 盖板9间的间距为6-8毫米,所述的索孔11的内壁设有毛齿,所述的毛齿的高度为^!!!!!!; [0062]所述的V型撑杆4与上盖板10间通过加劲板12紧固。
[0063] 所述的多向索交叉固定节点5包括焊接球13,所述的焊接球13与多弦支撑杆6固 定,所述的焊接球13中设有向外延伸的多弦支撑杆6,所述的焊接球13的左侧端与右侧端分 别设有若干呈错位分布的拉索耳板组件,二个拉索耳板组件呈匹配对应式分布。
[0064] 所述的拉索耳板组件包括拉索耳板15,所述的拉索耳板15与焊接球13相固定,所 述的拉索耳板15的外端部设有销轴垫板16,所述的销轴垫板16中设有拉索孔17,所述的拉 索耳板15呈扇形状,所述的主张弦双拉索7穿过拉索孔17。
[0065] 所述的焊接球13的左侧端设有三个拉索耳板组件,焊接球13的右侧端设有二个拉 索耳板组件,所述的拉索耳板15与焊接球I3间通过外加劲板18固定,所述的外加劲板18与 拉索耳板15呈垂直分布,所述的焊接球13中设有与拉索耳板15相固定的内加劲板19。
[0066] 所述的万向球铰接节点3包括凹型构件20和凸型构件21,所述的凸型构件21与钢 桁架1固定,所述的凸型构件21的上部呈球头状,所述的凸型构件21沿凹型构件20进行转动 连接,所述的凸型构件21通过扣盖22与凹型构件20固定,所述的凸型构件21的上部与凹型 构件2〇间设有聚四氯乙烯层23。
[0067] 所述的凹型构件20半嵌入至扣盖22中,所述的扣盖22与凹型构件20通过螺栓固 定,所述的凸型构件21的球头部分沿凹型构件20和扣盖22转动。
[0068] 一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构的施工方法,按以下步骤进行:
[0069](—)、超大跨度多阶次预应力钢桁架结构分区提升,分区吊装施工方法:
[0070] a、根据结构特点划分施工区域:
[0071]根据主索设置位置外扩一个网格对该结构进行施工分区划分,对中间跨主预应力 索部分的桁架采取大面积网格结构提升施工,对边跨桁架采取吊装提升施工工艺,待提升 分区及吊装分区桁架完成后,后补两个提升分区间的桁架;
[0072] b、超大跨度多阶次预应力钢桁架结构索体安装;
[0073]提升区桁架分块在拼装胎架上地面拼装完成后,安装带有万向球较接点V型撑杆, 安装主索固定端V型撑杆,对应把万向球铰接点向上嵌入扣盖内的下凹半球构件内,高强螺 栓自下往上穿入螺栓不通孔内,拧紧高强螺栓,该V型撑杆的上节点安装完成;
[0074]安装主索固定端间中间V型撑通过销轴节点内传入螺栓拧紧即可,然后安装主桁 架的预应力主双拉索,主索安装顺序:拉索在主桁架下方展开以后,在主桁架上每个撑杆的 位置设置一个倒链,利用卷扬机和倒链进行安装,通过倒链和吊装带同时提升索头和索体, 待索体高度和节点高度等高时安装索头和索夹;每根拉索先安装固定端再安装调节端:借 助导链牵引索头,安装主张拉索的两端的多向索交叉节点固定索端,拧紧高强螺栓;然后根 据拉索上的标记点,将拉索和固定装置相连,紧固所有的高强螺栓;最后按照同样的方法安 装主拉索的边索的调节端交叉节点索头,完成整榀桁架的主拉索的安装;
[0075] c、超大跨度多阶次预应力钢桁架结构分区提升:
[0076]提升区主桁架张弦钢索进行预紧,主桁架地面胎架上预紧时桁架外扩变形控制要 求:在2圓范围内,逐步至设计初拉力的20%,完成后复测其析架的尺寸和变形值,并通过 midas有限元分析计算,在初步预应力及主桁架提升点的共同作用,提升过程达到设计要求 (外扩变形<6mm)的控制范围内;
[0077]该提升单元提升利用边榀已经拼装到位的边榀桁架进行提升,提升单元逐级加载 提升至约离地面150mm后,暂停提升;并在静置12小时过程中,将拼装支撑架垂直于主桁架 方向稳定联系桁架拆除,保留平行于主桁架方向的稳定连接桁架,确保提升顺畅安全;
[0078]之后继续提升桁架单元,直至到达设计位置,然后与边榀桁架焊接,形成整体,卸 载提升设备;完成提升桁架单元1区安装,利用同样方法,完成提升分区单元2区安装;
[0079](二)、多阶次预应力钢桁架结构分区分批预应力张拉方法:
[0080]各区结构拼装完毕且焊接检验合格以后,对张弦主索、斜拉索和联系索张拉至设 计初拉力;
[0081] 根据设计要求,与斜拉索相对应的张弦腹杆需在张弦主索张拉完成后再安装,张 弦主索和斜拉索分区进行张拉,首先张拉张弦主索,再张拉斜拉索;张弦主索在桁架两端均 设置调节端,采用两端张拉的方式,双端张拉;张弦斜拉索采用调节端单端张拉的方式,单 端张拉;
[0082] 最后进行分区单向张拉次桁架水平拉索至设计内力,所有张拉均一级张拉到位; [0083] 在施工过程中,为保证更高的施工质量,特此对结构进行施工监测;在整个施工过 程中,监测以拉索索力控制为主,结构位移控制为辅;其中,位移监控预警值为理论变形的 ±10%且超过±10ram;撑杆垂直度允许偏差为撑杆长度的1/150,且不大于50mm;索力监控 预警值为理论值的±5%;
[0084]在张拉过程中将测量数据与计算的理论值进行比较,如果出现较大异常应停止张 拉,待找到原因并确定解决方案后再继续张拉。

Claims (9)

1.一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:包括钢桁架(1)和双索下弦节 点紧固装置(2),所述的钢桁架⑴两端的底部分别设有万向球铰接节点(3),所述的钢桁架 (1)的下方设有若干连续分布的双索下弦节点紧固装置(2),所述的钢桁架(1)与双索下弦 节点紧固装置⑵间通过V型撑杆(4)进行定位,所述的钢桁架(1)下方的两端分别设有多向 索交叉固定节点(5),所述的钢桁架(1)与多向索交叉固定节点⑸通过多弦支撑杆(6)进行 定位,所述的双索下弦节点紧固装置(2)、钢桁架(1)和多向索交叉固定节点⑸通过主张弦 双拉索⑺定位,所述的多向索交叉固定节点⑸与钢桁架(1)通过斜拉索(8)定位。
2.根据权利要求1所述的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:所述的 双索下弦节点紧固装置⑵包括下盖板⑼,所述的下盖板(9)的上部设有上盖板(10),所述 的上盖板(10)与下盖板⑼形成二个相间隔分布的索孔(11),所述的主张弦双拉索⑺穿过 索孔(11),所述的V型撑杆⑷固定在上盖板(10)的上部。
3.根据权利要求2所述的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:所述的 下盖板(9)是整块或二块,所述的上盖板(10)与下盖板(9)通过若干高强螺栓紧固;所述的 上盖板(10)与下盖板(9)的折角分别呈磨圆倒角,磨圆倒角的半径比板厚的1/2少4〜8毫 米,所述的索孔(11)的直径比主张弦双拉索⑺的直径大1〜1.5毫米,所述的上盖板(10)与 下盖板(9)间的间距为6-S毫米,所述的索孔(11)的内壁设有毛齿,所述的毛齿的高度为1-2mm; 所述的V型撑杆⑷与上盖板(10)间通过加劲板(12)紧固。
4.根据权利要求1所述的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:所述的 多向索交叉固定节点(5)包括焊接球(13),所述的焊接球(13)与多弦支撑杆(6)固定,所述 的焊接球(13)中设有向外延伸的多弦支撑杆(7),所述的焊接球(13)的左侧端与右侧端分 别设有若干呈错位分布的拉索耳板组件,二个拉索耳板组件呈匹配对应式分布。
5. 根据权利要求4所述的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:所述的 拉索耳板组件包括拉索耳板(15),所述的拉索耳板(15)与焊接球(13)相固定,所述的拉索 耳板(15)的外端部设有销轴垫板(16),所述的销轴垫板(16)中设有拉索孔(17),所述的拉 索耳板(15)呈扇形状,所述的主张弦双拉索〇7)穿过拉索孔(17)。
6. 根据权利要求5所述的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:所述的 焊接球(13)的左侧端设有三个拉索耳板组件,焊接球(13)的右侧端设有二个拉索耳板组 件,所述的拉索耳板(15)与焊接球(13)间通过外加劲板(18)固定,所述的外加劲板(18)与 拉索耳板(15)呈垂直分布,所述的焊接球(13)中设有与拉索耳板(15)相固定的内加劲板 (19)。
7. 根据权利要求1所述的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:所述的 万向球铰接节点(3)包括凹型构件(20)和凸型构件(21),所述的凸型构件(21)与钢桁架(1) 固定,所述的凸型构件(21)的上部呈球头状,所述的凸型构件(21)沿凹型构件(20)进行转 动连接,所述的凸型构件(21)通过扣盖(22)与凹型构件(20)固定,所述的凸型构件(21)的 上部与凹型构件(20)间设有聚四氯乙烯层(23)。
8. 根据权利要求7所述的一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构,其特征在于:所述的 凹型构件(20)半嵌入至扣盖(22)中,所述的扣盖(22)与凹型构件(20)通过螺栓固定,所述 的凸型构件(21)的球头部分沿凹型构件(20)和扣盖(22)转动。
9.一种利用权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的超大跨度多阶次预应力钢桁架 结构的施工方法,其特征在于按以下步骤进行: (一) 、超大跨度多阶次预应力钢桁架结构分区提升,分区吊装施工方法: a、 根据结构特点划分施工区域: 根据主索设置位置外扩一个网格对该结构进行施工分区划分,对中间跨主预应力索部 分的桁架采取大面积网格结构提升施工,对边跨桁架采取吊装提升施工工艺,待提升分区 及吊装分区桁架完成后,后补两个提升分区间的桁架; b、 超大跨度多阶次预应力钢桁架结构索体安装; 提升区桁架分块在拼装胎架上地面拼装完成后,安装带有万向球铰接点V型撑杆,安装 主索固定端V型撑杆,对应把万向球铰接点向上嵌入扣盖内的下凹半球构件内,高强螺栓自 下往上穿入螺栓不通孔内,拧紧高强螺栓,该V型撑杆的上节点安装完成; 安装主索固定端间中间V型撑通过销轴节点内传入螺栓拧紧即可,然后安装主桁架的 预应力主双拉索,主索安装顺序:拉索在主桁架下方展开以后,在主桁架上每个撑杆的位置 设置一个倒链,利用卷扬机和倒链进行安装,通过倒链和吊装带同时提升索头和索体,待索 体高度和节点高度等高时安装索头和索夹;每根拉索先安装固定端再安装调节端:借助导 链牵引索头,安装主张拉索的两端的多向索交叉节点固定索端,拧紧高强螺栓;然后根据拉 索上的标记点,将拉索和固定装置相连,紧固所有的高强螺栓;最后按照同样的方法安装主 拉索的边索的调节端交叉节点索头,完成整榀桁架的主拉索的安装; c、 超大跨度多阶次预应力钢桁架结构分区提升: 提升区主桁架张弦钢索进行预紧,主桁架地面胎架上预紧时桁架外扩变形控制要求: 在2mm范围内,逐步至设计初拉力的20%,完成后复测其析架的尺寸和变形值,并通过midas 有限元分析计算,在初步预应力及主桁架提升点的共同作用,提升过程达到设计要求(外扩 变形<6mm)的控制范围内; 该提升单元提升利用边榀已经拼装到位的边榀桁架进行提升,提升单元逐级加载提升 至约离地面150mm后,暂停提升;并在静置12小时过程中,将拼装支撑架垂直于主桁架方向 稳定联系桁架拆除,保留平行于主桁架方向的稳定连接桁架,确保提升顺畅安全; 之后继续提升桁架单元,直至到达设计位置,然后与边榀桁架焊接,形成整体,卸载提 升设备;完成提升桁架单元1区安装,利用同样方法,完成提升分区单元2区安装; (二) 、多阶次预应力钢桁架结构分区分批预应力张拉方法: 各区结构拼装完毕且焊接检验合格以后,对张弦主索、斜拉索和联系索张拉至设计初 拉力; 根据设计要求,与斜拉索相对应的张弦腹杆需在张弦主索张拉完成后再安装,张弦主 索和斜拉索分区进行张拉,首先张拉张弦主索,再张拉斜拉索;张弦主索在桁架两端均设置 调节端,采用两端张拉的方式,双端张拉;张弦斜拉索采用调节端单端张拉的方式,单端张 拉; 最后进行分区单向张拉次桁架水平拉索至设计内力,所有张拉均一级张拉到位; 在施工过程中,为保证更高的施工质量,特此对结构进行施工监测;在整个施工过程 中,监测以拉索索力控制为主,结构位移控制为辅;其中,位移监控预警值为理论变形的土 10%且超过±l〇ram;撑杆垂直度允许偏差为撑杆长度的1/150,且不大于50mm;索力监控预 警值为理论值的±5%; 在张拉过程中将测量数据与计算的理论值进行比较,如果出现较大异常应停止张拉, 待找到原因并确定解决方案后再继续张拉。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108517965A (zh) * 2018-04-03 2018-09-11 上海大学 一种交叉布索撑杆式索拱结构
CN109281479A (zh) * 2018-09-12 2019-01-29 北京市机械施工有限公司 一种大跨度张弦拱形钢结构桁架的滑移施工方法
CN109487912A (zh) * 2018-11-30 2019-03-19 北京市建筑工程研究院有限责任公司 一种超大跨张弦桁架结构的施工方法
CN110145028A (zh) * 2019-05-07 2019-08-20 天津大学 用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系
CN110206366A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 中国航空规划设计研究总院有限公司 一种拱形大跨度预应力钢结构及其施工方法
CN111395532A (zh) * 2020-03-30 2020-07-10 中铁二局第一工程有限公司 大跨度半开口椭圆球面网壳安装施工方法
CN112302162A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 邢台职业技术学院 装配式弦支混凝土转换层结构及其施工方法
CN112411758A (zh) * 2020-10-28 2021-02-26 上海宝冶工程技术有限公司 一种大跨度管桁架张弦结构三段一线快速安装方法
CN112921980A (zh) * 2021-01-29 2021-06-08 江苏三力岩土科技有限公司 一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构
CN112942363A (zh) * 2021-01-29 2021-06-11 江苏三力岩土科技有限公司 一种深基坑预应力钢支撑系统
CN112982793A (zh) * 2021-02-08 2021-06-18 清华大学建筑设计研究院有限公司 一种基于拓扑优化原理的超大跨重载预应力空间桁架
CN113090023A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 德才装饰股份有限公司 一种大跨度钢梁吊装施工方法
CN113216398A (zh) * 2021-04-26 2021-08-06 北京建筑大学 一种t型三撑杆索穹顶结构及其实施方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004232291A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Shimizu Corp 展開式張弦トラス構造体
WO2006108867A1 (de) * 2005-04-14 2006-10-19 Max Bögl Bauunternehmung GmbH & Co. KG Fachwerk-trägerrost-system
CN101314961A (zh) * 2008-06-24 2008-12-03 浙江大学 一种适用于张弦桁架撑杆与双索相连的碟形节点
CN102653965A (zh) * 2012-05-07 2012-09-05 中国民航大学 一种高冗余度张弦桁架结构及实施方法
CN103993667A (zh) * 2014-03-24 2014-08-20 淮海工学院 一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点
CN204781326U (zh) * 2015-05-25 2015-11-18 中国航空规划设计研究总院有限公司 一种新型预应力工业料场罩棚结构
CN105625578A (zh) * 2016-02-05 2016-06-01 中国航空规划设计研究总院有限公司 适合超大跨度煤场封闭的巨型预应力张弦结构及施工方法
CN205839996U (zh) * 2016-06-30 2016-12-28 浙江东南网架股份有限公司 用于张弦桁架撑杆与双拉索交叉节点
CN207130881U (zh) * 2017-07-11 2018-03-23 浙江东南网架股份有限公司 一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004232291A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Shimizu Corp 展開式張弦トラス構造体
WO2006108867A1 (de) * 2005-04-14 2006-10-19 Max Bögl Bauunternehmung GmbH & Co. KG Fachwerk-trägerrost-system
CN101314961A (zh) * 2008-06-24 2008-12-03 浙江大学 一种适用于张弦桁架撑杆与双索相连的碟形节点
CN102653965A (zh) * 2012-05-07 2012-09-05 中国民航大学 一种高冗余度张弦桁架结构及实施方法
CN103993667A (zh) * 2014-03-24 2014-08-20 淮海工学院 一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点
CN204781326U (zh) * 2015-05-25 2015-11-18 中国航空规划设计研究总院有限公司 一种新型预应力工业料场罩棚结构
CN105625578A (zh) * 2016-02-05 2016-06-01 中国航空规划设计研究总院有限公司 适合超大跨度煤场封闭的巨型预应力张弦结构及施工方法
CN205839996U (zh) * 2016-06-30 2016-12-28 浙江东南网架股份有限公司 用于张弦桁架撑杆与双拉索交叉节点
CN207130881U (zh) * 2017-07-11 2018-03-23 浙江东南网架股份有限公司 一种超大跨度多阶次预应力钢桁架结构

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108517965A (zh) * 2018-04-03 2018-09-11 上海大学 一种交叉布索撑杆式索拱结构
CN109281479A (zh) * 2018-09-12 2019-01-29 北京市机械施工有限公司 一种大跨度张弦拱形钢结构桁架的滑移施工方法
CN109281479B (zh) * 2018-09-12 2021-04-23 北京市机械施工有限公司 一种大跨度张弦拱形钢结构桁架的滑移施工方法
CN109487912A (zh) * 2018-11-30 2019-03-19 北京市建筑工程研究院有限责任公司 一种超大跨张弦桁架结构的施工方法
CN110145028A (zh) * 2019-05-07 2019-08-20 天津大学 用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系
CN110206366A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 中国航空规划设计研究总院有限公司 一种拱形大跨度预应力钢结构及其施工方法
CN111395532B (zh) * 2020-03-30 2021-09-03 中铁二局第一工程有限公司 大跨度半开口椭圆球面网壳安装施工方法
CN111395532A (zh) * 2020-03-30 2020-07-10 中铁二局第一工程有限公司 大跨度半开口椭圆球面网壳安装施工方法
CN112411758A (zh) * 2020-10-28 2021-02-26 上海宝冶工程技术有限公司 一种大跨度管桁架张弦结构三段一线快速安装方法
CN112302162A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 邢台职业技术学院 装配式弦支混凝土转换层结构及其施工方法
CN112942363A (zh) * 2021-01-29 2021-06-11 江苏三力岩土科技有限公司 一种深基坑预应力钢支撑系统
CN112921980A (zh) * 2021-01-29 2021-06-08 江苏三力岩土科技有限公司 一种大跨度深基坑钢砼组合支撑结构
CN112982793A (zh) * 2021-02-08 2021-06-18 清华大学建筑设计研究院有限公司 一种基于拓扑优化原理的超大跨重载预应力空间桁架
CN113090023A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 德才装饰股份有限公司 一种大跨度钢梁吊装施工方法
CN113216398A (zh) * 2021-04-26 2021-08-06 北京建筑大学 一种t型三撑杆索穹顶结构及其实施方法

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