CN114837341A - 张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，该张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统通过钢管混凝土梁柱、连接单元对张弦梁进行支撑，内部通过多个临时支撑架对张弦梁的中间结构进行支撑，从而提高张弦梁的稳定性。张弦梁的上弦包括第一上弦与第二上弦，第一上弦与第二上弦的结构相同设置，节约成本，提高安装效率。第一上弦与第二上弦均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置。第一上弦的中部与第二上弦的中部之间的距离最远，第一上弦的端部与第二上弦的端部之间的距离最近。上弦呈拱形设置可以提高跨径与净空，可以减少构件截面，节省砼量与钢筋用量，而且，施工简便，速度快，可以节省施工成本，缩短工期。

Description

张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统。

背景技术

为满足现代建筑对层高、自重、大空间、自由间隔及抗震等提出的要求，楼盖的选型和布置不但关系到结构受力，而且对施工、造价以及室内景观效果有着重大的影响。传统的结构形式成本较高且工期较长。

故需要提供一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统来解决上述的问题。

发明内容

本发明涉及一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，该张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统通过钢管混凝土梁柱、连接单元对张弦梁进行支撑，内部通过多个临时支撑架对张弦梁的中间结构进行支撑，从而提高张弦梁的稳定性。张弦梁的上弦包括第一上弦与第二上弦，第一上弦与第二上弦的结构相同设置，节约成本，提高安装效率。第一上弦与第二上弦均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置。第一上弦的中部与第二上弦的中部之间的距离最远，第一上弦的端部与第二上弦的端部之间的距离最近。上弦呈拱形设置可以提高跨径与净空，可以减少构件截面，节省砼量与钢筋用量，而且，施工简便，速度快，可以节省施工成本，缩短工期，解决了现有技术中因采用传统的结构形式导致成本较高且工期较长的问题。

为解决上述问题，本发明的内容为：一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其包括：

钢管混凝土梁柱，所述钢管混凝土梁柱设置有多组，间隔设置在四周；

连接单元，每个所述钢管混凝土梁柱的上端对应设置有一组所述连接单元；

张弦梁，所述张弦梁设置有多组，所述张弦梁包括上弦，所述上弦的一端与一侧的一个所述连接单元连接，所述上弦的另一端与另一侧的另一个所述连接单元连接；所述上弦包括第一上弦与第二上弦，所述第一上弦与所述第二上弦的结构相同设置，所述第一上弦与所述第二上弦均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置；所述第一上弦的中部与所述第二上弦的中部之间的距离最远，所述第一上弦的端部与所述第二上弦的端部之间的距离最近；以及，

临时支撑架，所述临时支撑架设置有多个，多个所述临时支撑架间隔设置在所述钢管混凝土梁柱围成的区域内，用于支撑所述上弦。

本发明所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统中，所述第一上弦包括多个第一管段、第二管段与多个第三管段。所述第二管段设置在所述第一上弦的中部，所述第二管段的一端通过多个所述第一管段与一组所述上弦接管连接，所述第二管段的另一端通过多个所述第三管段与另一组所述上弦接管连接。所述第一管段、所述第三管段与所述第二管段对称设置。所述第一管段与所述第一管段、所述第一管段与所述第二管段、所述第二管段与所述第三管段、所述第三管段与所述第三管段之间通过焊接连接。分段安装，提高安装的效率以及运输便捷。

进一步的，所述第一上弦包括还包括多个固定块与多个固定板。多个所述固定块分别焊接设置在所述第一管段、所述第二管段与所述第三管段的端部，且每个的端部均至少设置有三个所述固定块。所述固定板用于连接相邻两个端部上的固定块，使相邻的两个端部紧密连接。提高相邻两个管段的安装效率以及对位的精度，也提高了焊接的质量。

进一步的，所述固定块上设置有多个第一螺栓孔，所述固定板的两端设置有多个与所述第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔，所述固定板与所述固定块通过螺栓穿过所述第二螺栓孔与所述第一螺栓孔固定连接，提高安装效率。

进一步的，所述第一上弦与所述第二上弦设置为钢管型结构，且内部中空设置，减轻自重，节约成本。

进一步的，所述上弦还包括多个安装座。所述安装座包括安装板与两个支板，两个所述支板分别安装在所述安装板的两端，所述安装板与所述第一上弦或者所述第二上弦的上表面连接，且相对于所述上弦水平设置，便于安装檩条，节约成本。所述支板远离安装板的一端与所述第一上弦或者所述第二上弦的侧表面焊接。多个所述安装座间隔设置在所述第一上弦与所述第二上弦上，用于安装檩条，提高安装效率。

进一步的，所述上弦接管包括第一连接管、第二连接管以及耳板。所述第一连接管内部中空设置，所述第一连接管的一端设置有第一连接段，所述第一连接段的侧面设置有与所述第一连接段的中心轴线相倾斜的第一切面，所述第一切面靠近钢管混凝土梁柱的一端的宽度最大，提高焊接的面积。所述第一连接管的另一端与所述第一上弦固定连接。所述第二连接管与所述第一连接管相同设置。所述第二连接管设置有第二连接段，所述第二连接段与所述第一连接段相对应设置，所述第二连接段上设置有第二切面。所述第一连接段与所述第二连接段通过所述第一切面与所述第二切面焊接连接。所述第一连接管的另一端与所述第二连接管的另一端分离设置，所述第二连接管的另一端与所述第二上弦的端部连接。所述耳板的上端与所述第一连接段、所述第二连接段焊接连接，所述耳板的下端用于固定拉索。安装便捷，可以提高所述上弦的安装效率以及精度。

进一步的，所述第一连接段与所述第二连接段靠近所述钢管混凝土梁柱的一端合围成的端面面积与所述第一连接管的另一端的端面面积相同设置，增大接触面积，提高焊接的质量。

进一步的，所述耳板包括固定部与耳部，所述固定部夹设在所述第一切面与所述第二切面之间，且所述固定部的两个侧面分别与所述第一切面、所述第二切面焊接，提高承载强度。所述耳部的一侧与所述固定部的下端连接，所述耳部的另一侧悬空设置，节约成本。

进一步的，所述第一连接管、所述第二连接管的外径与上弦的外径相同设置，提高焊接的效率以及焊接的质量。所述第一连接管的下侧壁厚、所述第二连接管的下侧壁厚均比上弦的壁厚多4mm-6mm，节约成本。

本发明由于采用了上述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，相较于现有技术，其有益效果为：本发明涉及一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，该张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统通过钢管混凝土梁柱、连接单元对张弦梁进行支撑，内部通过多个临时支撑架对张弦梁的中间结构进行支撑，从而提高张弦梁的稳定性。张弦梁的上弦包括第一上弦与第二上弦，第一上弦与第二上弦的结构相同设置，节约成本，提高安装效率。第一上弦与第二上弦均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置。第一上弦的中部与第二上弦的中部之间的距离最远，第一上弦的端部与第二上弦的端部之间的距离最近。上弦呈拱形设置可以提高跨径与净空，可以减少构件截面，节省砼量与钢筋用量，而且，施工简便，速度快，可以节省施工成本，缩短工期，解决了现有技术中因采用传统的结构形式导致成本较高且工期较长的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本发明的部分实施例相应的附图。

图1为本发明的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统的一实施例的结构示意图。

图2为本发明的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统的一实施例的俯视图。

图3为本发明的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统的连接单元的一实施例的平面示意图。

图4本发明的钢管混凝土梁柱的第一实施例的主视图。

图5本发明的钢管混凝土梁柱的第一实施例的附视图。

图6本发明的钢管混凝土梁柱的第二实施例的主视图。

图7本发明的钢管混凝土梁柱的第二实施例的附视图。

图8为图3的A-A剖面示意图。

图9为图3的C-C剖面示意图。

图10为图3的B-B剖面示意图。

图11为本发明的张弦梁的一实施例的结构示意图。

图12为本发明的上弦接管的一实施例的主视图。

图13为本发明的上弦接管的一实施例的结构示意图。

图14为本发明的上弦接管的一实施例的俯视图。

图15为图12中A结构的放大示意图。

图16为本发明的耳板的一实施例的主视图。

图17为本发明的张弦梁结构的一实施例的主视图。

图18为本发明的张弦梁结构的上弦的一实施例的俯视图。

图19为本发明的上弦的固定结构的一实施例的结构示意图。

图20为本发明的上弦的一实施例的剖面结构示意图。

图21为本发明的张弦梁结构的一实施例的侧视示意图。

图22为本发明的拉索的一实施例的主视图。

图23为本发明的拉索的一实施例的俯视图。

图24为本发明的拉索放置在索盘上的一实施例的主视图。

图中：10.张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，20.连接单元，21.钢支座，212.底座，213.承重块，214.顶盖，22.支撑装置，221.连接板，222.第一支撑板，30.张弦梁，31.上弦接管，311.第一连接管，3111.第一切面，312.第二连接管，3121.第二切面，313.耳板，3131.固定部，3132.耳部，3133.贴板，3134.内孔，3135.工艺孔，314.封口板，32.上弦，321.第一上弦，322.第二上弦，323.固定块，324.固定板，325.安装座，3251.安装板，3252.支板，326.檩条，327.第一管段，328.第二管段，329.第三管段，33.腹杆，34.拉索，341.连接件，342.固定螺杆，343.卡槽，344.螺孔，345.索盘，35.撑杆，36.水平系杆，40.临时支撑架，50.钢管混凝土梁柱，51.钢板，52.预埋件，53.混凝土，60.桁架钢管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

请参照图1、图2，在本实施例中，该张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统10包括钢管混凝土梁柱50、连接单元20、张弦梁30以及临时支撑架40。钢管混凝土梁柱50设置有多组，按照图纸设计，间隔设置在四周，用于支撑张弦梁30。连接单元20设置在钢管混凝土梁柱50上，用于连接张弦梁30，提高安装的效率以及安装的精度。临时支撑架40间隔设置在钢管混凝土梁柱50围成的区域内，用于支撑所述上弦32。张弦梁30设置有多组，架设在相对的两侧的钢管混凝土梁柱50上。

在本实施例中，请参照图3、图4、图5，该钢管混凝土梁柱50包括多个钢板51与预埋件52。柱体外表面为钢板51，内部混凝土为预埋件52安装完成后再行填充。相邻的两个钢管混凝土梁柱50之间通过桁架钢管60进行连接，桁架钢管60的两端分别与两个钢管混凝土梁柱50上的钢支座21焊接。周边的桁架钢管60左右对称，依次吊装并安装。

安装模板，检查预埋件52的标高和平面定位尺寸是否与设计图纸一致，确认无误后浇筑混凝土53。请参照图4、图5、图6、图7，在本实施例中，预埋件23包括多个角钢锚筋与锚板，多个角钢锚筋的上端与锚板的下端焊接。根据现场的实际情况，预埋件23中的角钢的数量可采用4根或者9根，预埋件52的角钢之间的间距根据设计图纸或现场施工等实际的情况进行设定。钢管混凝土梁柱50上端的支撑面四角高差不大于2mm，且平整度应达到1/300。

在本实施例中，请参照图3、图7、图8、图9，该连接单元20包括钢支座21以及支撑装置22。钢支座21采用抗拉球型钢支座21，钢支座21位于钢管混凝土梁柱50的上端，其包括底座212、承重块213与顶盖214。底座212的底部与预埋件52的上端焊接，承重块213位于底座212与顶盖214之间，顶盖214的上表面与第一支撑板222焊接，提高减震效果。钢支座21安装前应检查钢支座21连接状况是否正常；安装时，须采取可靠措施，确保钢支座21安装过程中受力不超过支座的设计承载力。钢支座21焊接前，应检查预埋件52与钢支座21之间钢材的可焊性以及对焊接材料和焊接工艺的要求。并且，钢支座21与预埋钢板之间不得留有空隙。

在本实施例中，请参照图3、图10，该上弦接管31一端固定在钢支座21上，上弦接管31的另一端与上弦32连接。支撑装置22包括连接板221、多个第一支撑板222。连接板221与顶盖214焊接连接，连接板221上分散设置有多个第一支撑板222。多个第一支撑板222分别设置在上弦接管31的两侧，第一支撑板222的一侧与上弦接管31的侧面焊接，第一支撑板222的另一端与连接板221焊接。多个第一支撑板222的一侧均与上弦接管31的侧面焊接连接，提高对上弦接管31的支撑的牢固性。其中，可以在上弦接管31的两侧均设置有三个第一支撑板222，且两侧的第一支撑板222相对于上弦接管31的中心轴线对称设置，节约成本。沿上弦接管31的长度方向上，靠近上弦32的第一支撑板222的高度高于远离上弦32的第一支撑板222的高度，用于将上弦接管31向上倾斜设置并于上弦32对位，提高安装的效率。

请参照图2，在本实施例中，该临时支撑架40的高度为21.518米，采用的尺寸为150mm*8mm及100mm*6mm的方管组合成1650mm*1650mm的正方形格格柱，水平系杆36的竖向间距2000mm，钢材为Q235B，单个重量为7吨。布置位置错开V型索夹1m。临时支撑架40制作方法应根据项目实际安装高度及荷载进行调整。临时支撑架40的底部与楼板预埋钢板进行焊接固定，同时四周设置四根缆风绳固定，缆风绳选取直径φ16的钢丝绳，具体直径根据项目实际荷载进行调整。临时支撑架40的顶部设置有扩大端，扩大端上设置有两个钢支托，两个钢支托上端设置有与第一上弦321或者第二上弦322的直径相匹配的凹槽，两个钢支托分别用于支撑第一上弦321与第二上弦322，提高结构的稳定性。临时支撑架40的完整结构未在图中画出。

当临时支撑架40落在楼板或地下室顶板上，应进行结构荷载验算，根据验算结果确定是否采取回顶等加固措施。当临时支撑架40落在土体上时，应根据荷载要求对地基承载力进行验算，根据验算结果确定是否采取土体换填、面层浇筑钢筋砼板等加固措施。

每安装一节高度的临时支撑架40后要用全站仪进行垂直度和水平度的测量校正，安装完毕后在桁架吊装前同样需要校核水平度和垂直度，并做好记录。当桁架吊装就位后，临时支撑架40由于受到桁架重力作用而发生变形，因此要对临时支撑架40进行定期垂直度和水平度的测量，根据测量结果采取调整措施，以保证结构安全、稳定、有效。

在本实施例中，请参照图11，该张弦梁30包括上弦接管31、上弦32、腹杆33、拉索34以及撑杆35。上弦接管31设置有两组，上弦接管31的一端与钢管混凝土梁柱50固定连接。上弦32的一端与一组上弦接管31连接，上弦32的另一端与另一组上弦接管31连接。腹杆33位于第一上弦321与第二上弦322之间。拉索34的一端与一组上弦接管31连接，拉索34的另一端与另一组上弦接管31连接。撑杆35设置有多个，均匀布设在上弦32与拉索34之间。

请参照图11、图12，在本实施例中，上弦接管31结构的一端与钢管混凝土梁柱50连接，上弦接管31结构的另一端与上弦32固定连接。该上弦接管31内部中空设置，减轻上弦接管31的自重，提高结构的稳定性。上弦接管31远离上弦32的一端设置有封口板314，封口板314与上弦接管31的端面密封连接，有利于保护上弦接管31，提高使用寿命。所有钢管构件端部应用不小于6mm厚钢板作为封口板314。

请参照图13、图14，该上弦接管31结构包括第一连接管311、第二连接管312以及耳板313。第一连接管311与第二连接管312的结构相同设置，第一连接管311的一端与第二连接管312的一端连接，第一连接管311的另一端与第二连接管312的另一端分离设置。第一连接管311与第二连接管312的壁厚均比上弦32的壁厚多4mm-6mm，提高承载强度与刚性，防止因变形导致影响上弦32安装的精度。经试验表明，可以选择多5mm，在确保足够的承载力的同时能有效节约成本。第一连接管311、第二连接管312的外径与上弦32的外径相同设置，提高焊接的效率以及焊接的质量。优选的，请参照图15，第一连接管311与第二连接管312的下侧部分作为主要的承重主体，可以将下侧部分的壁厚设置为比上弦32的壁厚多5mm，上侧部分的壁厚与上弦32的壁厚一致，可以节约成本。

在本实施例中，请参照图13，第一连接管311内部中空设置，第一连接管311的一端设置有第一连接段，第一连接段的侧面设置有与第一连接段的中心轴线相倾斜的第一切面3111，第一切面3111靠近钢管混凝土梁柱50的一端的宽度最大。第二连接管312设置有第二连接段，第二连接段与第一连接段相对应设置，第二连接段上设置有第二切面3121。第一连接段与第二连接段通过第一切面3111与第二切面3121焊接连接。第一连接段与第二连接段靠近钢管混凝土梁柱50的一端合围成的端面面积与第一连接管311的另一端的端面面积相同设置，增大接触面积，提高焊接的质量。

其中，该第一切面3111从第一连接段的直径位置沿着第一连接段的长度方向斜着剖切，使得第一连接段的外圆周面积逐渐增大，第一切面3111的面积越来越小。第二切面3121与第一切面3111的结构相同，当焊接后，可以使得第一连接管311与第二连接管312的另一端分离设置。同时，也有利于第一连接管311的另一端以及第二连接管312的另一端分别与上弦32固定连接，确保上弦32的安装精度。

在本实施例中，请参照图13、图16，耳板313的上端与第一连接段、第二连接段焊接连接，耳板313的下端用于固定拉索34。耳板313的厚度设置为55mm至65mm之间，节约成本。该耳板313包括固定部3131、耳部3132与两个贴板3133。固定部3131夹设在第一切面3111与第二切面3121之间，且固定部3131的两个侧面分别与第一切面3111、第二切面3121焊接，提高焊接质量以及承载强度。固定部3131的上端凸出第一连接管311与第二连接管312的上表面设置，便于焊接，提高焊接的效率以及焊接的质量。

耳部3132的一侧与固定部3131的下端连接，耳部3132的另一侧悬空设置，节约成本。固定部3131的一端的端部凸出耳部3132设置，固定板324凸出的一端的端部与钢管混凝土梁柱50焊接设置，提高固定部3131的承载强度。耳部3132上设置有内孔3134与工艺孔3135。内孔3134设置在耳部3132靠近上弦32的一端，工艺孔3135设置在内孔3134的一侧，用于减少焊瘤和达到美观或方便加工装配。两个贴板3133分别设置在内孔3134两侧的外周，拉索34的一端穿过内孔3134固定，两个贴板3133可以提高耳部3132的承载强度。贴板3133设置为圆环形结构，节约成本，也可以防止刮蹭到拉索34。

在本实施例中，请参照图17、图18，该上弦32包括第一上弦321与第二上弦322，第一上弦321与第二上弦322的结构相同设置，第一上弦321与第二上弦322均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置。第一上弦321的中部与第二上弦322的中部之间的距离最远，第一上弦321的端部与第二上弦322的端部之间的距离最近，第一上弦321与第二上弦322呈鱼腹型设置。第一上弦321与第二上弦322设置为钢管型结构，且内部中空设置，减轻自重，节约成本。

其中，第一上弦321包括多个第一管段327、第二管段328与多个第三管段329。第二管段328设置在第一上弦321的中部，第二管段328的一端通过多个第一管段327与一组上弦接管31连接，第二管段328的另一端通过多个第三管段329与另一组上弦接管31连接。在本实施例中，根据施工现场的实际情况，第一管段327与第三管段329均设置为三个。第一管段327、第三管段329与第二管段328对称设置。第一管段327与第一管段327、第一管段327与第二管段328、第二管段328与第三管段329、第三管段329与第三管段329之间通过焊接连接。分段安装，提高安装的效率以及运输便捷。第一管段327、第二管段328与第三管段329均设置为直线型结构，相邻之间倾斜设置，第二管段328水平设置，增加了基础承载的安全性和可靠性。可以减少构件截面，节省砼量，减少了钢筋用量，模板损耗低，节省竖向装饰费用。也可以提高净空，无需吊顶，隔音效果好。第一管段327、第二管段328与第三管段329三者的长度可以相同设置也可以相异设置，这个可以根据现场的实际情况确定。

请参照图19，第一上弦321还设置有多个固定块323、多个固定板324与多个安装座325。多个固定块323分别焊接设置在第一管段327、第二管段328与第三管段329的端部，且每个的端部均至少设置有三个固定块323。固定板324用于连接相邻两个端部上的固定块323，使相邻的两个端部紧密连接。提高相邻两个管段的安装效率以及对位的精度，也提高了焊接的质量。其中，固定块323上设置有多个第一螺栓孔，固定板324的两端设置有多个与第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔，固定板324与固定块323通过螺栓穿过第二螺栓孔与第一螺栓孔固定连接，提高安装效率。请参照图20，安装座325包括安装板3251与两个支板3252，两个支板3252分别安装在安装板3251的两端，安装板3251与第一上弦321或者第二上弦322的上表面焊接，支板3252远离安装板3251的一端与第一上弦321或者第二上弦322的侧表面焊接。多个安装座325间隔设置在第一上弦321与第二上弦322上，用于安装檩条326。

请参照图21，腹杆33用于连接第一上弦321与第二上弦322，多个腹杆33间隔设置在第一上弦321与第二上弦322之间，提高第一上弦321与第二上弦322的稳定性。腹杆33的两端分别连着一个撑杆35，两个撑杆35与一个腹杆33组成三角形结构，使得支撑更稳定。两个撑杆35远离腹杆33的一端设置有夹索。两个撑杆35的下端与拉索34之间通过索夹连接，拉索34的一端与一组上弦接管31连接，拉索34的另一端穿过索夹与另一组上弦接管31连接。拉索34张拉完成后，将夹索销轴与夹索连接，使拉索34包裹在夹索销轴与夹索内，用于固定拉索34。由于第一上弦321与第二上弦322呈拱形设置，第一管段327或第三管段329上的撑杆35与腹杆33从靠近上弦接管31的一端至第二管段328的一端的长度逐渐增长，与第二管段328连接的腹杆33与撑杆35的长度最长。

请参照图22、图23，拉索34的两端均设置有连接件341与固定螺杆342，连接件341的一端设置有卡槽343，卡槽343的一端敞开设置，卡槽343的两个相对的侧壁上均设置有螺孔344。安装时，耳部3132与贴板3133的一端位于卡槽343内，两个螺孔344与内孔3134相对设置，螺杆的一端依次穿过螺孔344、内孔3134、螺孔344，螺杆的两端与卡槽343的两端螺纹连接，可以提高安装的效率。

拉索34采用热挤聚乙烯平行钢丝拉索34，拉索34静载破断载荷不小于索体公称破断载荷的95％。拉索34外加双层PE，内层黑色，外层白色。拉索34长度≤50000mm时制索误差为±15mm,＞50000mm时制索误差为±20mm。可调索头、可调锚杯外表面热喷锌后喷富锌底漆，销轴、销轴盖板、螺杆、密封压环、连接筒表面镀锌。

在本实施例中，请参照图1、图2，该张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统10还包括多个水平系杆36。多个水平系杆36分散设置在相邻两个张弦梁30之间或者桁架钢管60与其相邻的张弦梁30之间，用于加强张弦梁30之间的稳定性。其中，张弦梁30的上弦32与桁架钢管60之间的多个水平系杆36呈V型连续布设。相邻两个第二管段328之间连接一个水平系杆36，且呈对角连接。相邻两个水平系杆36呈V型布设，三角形稳定性搞，可以提高第二管段328的稳定性以及精度。第二管段328与桁架钢管60之间部位设置有两个水平系杆36，且两个水平系杆36交叉设置，水平系杆36与桁架钢管60的连接节点位于钢管混凝土梁柱50处。腹杆33与撑杆35位于同一竖直面上，相邻两组张弦梁30之间也加设了多个腹杆33，提高相邻两个张弦梁30之间的稳定性。

张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统10是一种由刚性构件上弦32、柔性拉索34下弦、中间连以撑杆35形成的混合结构体系。其结构组成是一种新型自平衡、大跨度预应力空间结构体系。该结构体系主要是通过张拉拉索34给予中间撑杆35以向上的顶力，从而达到为上部刚性梁提供支撑的目的，以此减小梁跨度及刚性梁的弯矩峰值，进而起到增加刚度，减小挠度的作用。作为一种刚柔组合的结构体系，其体系简单、受力明确、充分发挥了刚柔两种材料的优势，建筑造型与结构布置能完美结合。张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统10采用分段吊装法，减少了拼装工序及工装措施材料，减少环境污染，缩短工期，降低了工程造价，避免使用大型吊装设备，降低了施工安全风险。

张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统10可通过索内预应力及竖腹杆33分布控制上弦32梁的弯矩大小和分布，同时由于上弦32与拉索34连为一体，大大提高了结构的整体稳定性，上弦32强度也得到了充分利用。张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统10空间受力结构刚度远大于单一刚性构件的刚度，同等荷载作用下结构变形比单一刚性构件小得多。拉索34的预应力大大减小了拱形上弦32两端对钢支座21的水平推力，对下部结构抗侧性能的要求不高。张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统10中刚性构件的外形可以根据建筑功能和美观要求进行自由选择，而结构的受力特性不会受到影响。其与普通网架相比构件和节点的种类、数量大幅度减少，方便该类结构的制作、运输和施工。

下面对本发明的原理进行详细的阐述。

一、准备工作

在安装前通过有限元分析软件对钢结构施工中整体结构安装及卸载过程中的受力、变形进行计算机仿真分析，得到施工各阶段屋面桁架的最大变形值。同时结合设计要求,对于跨度较大的梁或桁架，若图中未注明起拱值，跨度L大于12m，按L/500起拱，确定预起拱值。然后在深化设计阶段即对整个结构实行预变形处理，实现结构卸载后的形态到位。

上弦32在工厂制作中，通过反向变形来对上弦32进行预起拱。构件出厂前对需要现场拼装的桁架进行预拼装，以保证现场安装精度。

二、钢管混凝土梁柱50以及连接单元20的安装与浇筑

熟悉设计图纸，在现场测放出多个钢板51的位置，安装钢板51、预埋件52以及模板，待检测无误后，进行混凝土53浇筑。然后检测钢管混凝土梁柱50顶端的平整度，符合要求后开始安装钢支座21，并将钢支座21与预埋件52焊接连接。接着，在场外将连接板221、第一支撑板222与上弦接管31焊接好，然后通过吊装放置到钢支座21的顶盖214上，复核位置后，将连接板221与盖板焊接，检查焊缝质量。

三、临时支撑架40制作及吊装

临时支撑架40采用汽车吊吊装到位后，底部与楼板预埋钢板进行焊接固定，同时四周设置四根缆风绳固定，缆风绳选取直径φ16的钢丝绳，具体直径根据项目实际荷载进行调整。

每安装一节高度的临时支撑架40后要用全站仪进行垂直度和水平度的测量校正，安装完毕后在桁架吊装前同样需要校核水平度和垂直度，并做好记录。当桁架吊装就位后，临时支撑架40由于受到桁架重力作用而发生变形，因此要对临时支撑架40进行定期垂直度和水平度的测量，根据测量结果采取调整措施，以保证结构安全、稳定、有效。

四、张弦梁30的吊装

在安装过程中，定位好第一连接管311与第二连接管312的摆放位置，先架设好第一连接管311，使第一切面3111正对着第二连接管312的方向，然后放置耳板313，使耳板313的固定部3131的一侧面与第一切面3111紧贴。接着，将第二连接管312放置到相应位置，使第二切面3121紧贴固定部3131的另一侧面。根据现场的施工要求进行焊接、质量检测，完成后吊装到钢管混凝土梁柱50上进行安装。

将固定块323分别焊接在第一管段327、第二管段328、第三管段329的两端，每个端部焊接四个固定块323。然后将第一管段327吊装到相应位置，检测第一管段327的及其对接位置。第一管段327的一端的固定块323与第一连接管311一端的固定块323对位，用固定板324与螺栓进行固定连接，接着焊接第一管段327与第一连接管311的端部。然后吊装另一个第一管段327，将相邻两个端部的固定块323对位，用固定板324与螺栓进行固定连接。依次将剩余的第一管段327、第二管段328与第三管段329进行安装，方式如上。将第一上弦321与第二上弦322安装完成后，将所有的固定块323割除并磨平管段的表面。

根据测量定位吊装腹杆33并进行焊接连接。撑杆35和索夹在地面组装好后开始吊装，根据设计图纸测量定位各撑杆35及索夹的具体部位，吊装到位后复核撑杆35及索夹轴线及标高是否符合设计要求，复测合格后焊接固定。

请参照图24，拉索34在运输到工地后，应将放置拉索34的地方清理干净再将拉索34取出水平放置在垫板上，带有索盘345的拉索34随索盘345一起取出。工地放索时应先将拉索34放在放索盘345上，然后沿索盘345圈的反方向使索盘345旋转打开，禁止拉索34没有打开时直接竖直吊拉拉索34。吊拉时应对两端锚具做好相应的保护措施，防止刮伤、碰撞。采用汽车吊、卷扬机、吊带等工具，根据拉索34空间投影，将拉索34沿着其投影位置慢慢展开。拉索34采用三点起吊，平缓上升至设计标高后，首先通过拉索34两端的销轴固定在两端的耳板313上，然后从中间向两侧依次完成索夹固定。索对接完成后，安装索头销轴，并根据对应索夹标记线安装索夹。

最后进行拉索34张拉。以7组张弦梁30为例，首先对称张拉最两侧张弦梁30，然后依次对称张拉至中部，最后张拉最中部的张弦梁30。支撑胎架主动脱胎，不需要被动卸载，张拉施工按照下述步骤张拉：

1)第1步：安装张弦梁30的上弦32、撑杆35、腹杆33等屋盖次结构、张弦梁30拉索34，张拉前所有支撑胎架与上弦32只接触不焊接；

2)第2步：预紧第一与第七组张弦梁30，此时具备分级分批张拉条件；

3)第3步：按照50％→80％→105％分级张拉第一组与第七组张弦梁30；

4)第4步：按照50％→80％→105％分级同步张拉第二组与第六组张弦梁30；

5)第5步：按照50％→80％→105％分级同步张拉第三组与第五组张弦梁30；

6)第6步：按照50％→80％→105％分级同步张拉第四组张弦梁30；

7)第7步：张弦梁30索预应力施工完成，移交工作面。

拉索34张拉采取屋脊变形与索力双控指标,索力及拉锁伸长控制为主，监测点变形为辅。张拉完成后，应立即测量校对。如发现异常，应暂停张拉，待查明原因，并采取措施后，再继续张拉。张拉过程应按照28±2℃温度严格要求。张拉前可把预应力钢索自由部分长度作为原始长度，当张拉完成后，再次测量原自由部分长度，两者之差即为实际伸长值。除了张拉长度记录，还应该把全站仪测得钢结构变形记录下来，以对结构施工期行为进行监测。

其中，载速度控制：由于张拉设备组件较多，因此在进行安装时必须小心安放，使张拉设备形心与钢索重合，以保证预应力钢索在进行张拉时不产生偏心；油泵启动供油正常后，开始加压，当压力达到钢索设计拉力时，然后停止加压，完成预应力钢索张拉。张拉时，要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min。

张拉过程时间控制：张拉过程需分阶段进行。如第一次张拉第1步(50％索力)，此步骤再细分2阶段，每阶段间隔不小于15分钟。即当张拉力达到25％索力时，暂停15分钟，等索力稳定后继续张拉到50％索力，完成第一步(50％索力)施工。每根索按照上述步骤张拉至105％，对应索张拉完成。

张拉过程应力控制：张拉千斤顶和油压表均经过当地计量测试院进行标定，可通过油压表读数精确得到张拉力。张拉施工应标明每根索每步张拉索34力及张拉时需要达到的油压表读数，此表作为施工过程记录及张拉应力控制的依据。

五、安装屋面檩条326及屋面板

安装前对檩条326支承进行检测和整平，对檩条326逐根复查其平整度，安装的檩条326间高差控制在±5mm范围内；按设计要求进行焊接或螺栓固定，固定前再次调整位置，偏差≤±5mm。

屋面板铺设顺序原则上是由上而下,由常年风尾方向起铺。

在本实施例中，本发明涉及一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，该张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统通过钢管混凝土梁柱、连接单元对张弦梁进行支撑，内部通过多个临时支撑架对张弦梁的中间结构进行支撑，从而提高张弦梁的稳定性。张弦梁的上弦包括第一上弦与第二上弦，第一上弦与第二上弦的结构相同设置，节约成本，提高安装效率。第一上弦与第二上弦均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置。第一上弦的中部与第二上弦的中部之间的距离最远，第一上弦的端部与第二上弦的端部之间的距离最近。上弦呈拱形设置可以提高跨径与净空，可以减少构件截面，节省砼量与钢筋用量，而且，施工简便，速度快，可以节省施工成本，缩短工期，解决了现有技术中因采用传统的结构形式导致成本较高且工期较长的问题。

综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，包括：

钢管混凝土梁柱，所述钢管混凝土梁柱设置有多组，间隔设置在四周；

连接单元，每个所述钢管混凝土梁柱的上端对应设置有一组所述连接单元；

张弦梁，所述张弦梁设置有多组，所述张弦梁包括上弦，所述上弦的一端与一侧的一个所述连接单元连接，所述上弦的另一端与另一侧的另一个所述连接单元连接；所述上弦包括第一上弦与第二上弦，所述第一上弦与所述第二上弦的结构相同设置，所述第一上弦与所述第二上弦均包括多个直线段，相邻连接的两个直线段的斜率相异设置；所述第一上弦的中部与所述第二上弦的中部之间的距离最远，所述第一上弦的端部与所述第二上弦的端部之间的距离最近；以及，

临时支撑架，所述临时支撑架设置有多个，多个所述临时支撑架间隔设置在所述钢管混凝土梁柱围成的区域内，用于支撑所述上弦。

2.根据权利要求1所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，所述第一上弦包括多个第一管段、第二管段与多个第三管段，所述第二管段设置在所述第一上弦的中部，所述第二管段的一端通过多个所述第一管段与一组所述上弦接管连接，所述第二管段的另一端通过多个所述第三管段与另一组所述上弦接管连接；所述第一管段、所述第三管段与所述第二管段对称设置；所述第一管段与所述第一管段、所述第一管段与所述第二管段、所述第二管段与所述第三管段、所述第三管段与所述第三管段之间通过焊接连接。

3.根据权利要求2所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，所述第一上弦设置有多个固定块与多个固定板，多个所述固定块分别焊接设置在所述第一管段、所述第二管段与所述第三管段的端部，且每个的端部均至少设置有三个所述固定块；所述固定板用于连接相邻两个端部上的固定块，使相邻的两个端部紧密连接。

4.根据权利要求3所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，其特征在于，所述固定块上设置有多个第一螺栓孔，所述固定板的两端设置有多个与所述第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔，所述固定板与所述固定块通过螺栓穿过所述第二螺栓孔与所述第一螺栓孔固定连接。

5.根据权利要求1所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，所述第一上弦与所述第二上弦设置为钢管型结构，且内部中空设置。

6.根据权利要求1所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，所述上弦还包括多个安装座；所述安装座包括安装板与两个支板，两个所述支板分别安装在所述安装板的两端，所述安装板与所述第一上弦或者所述第二上弦的上表面连接，且相对于所述上弦水平设置；所述支板远离安装板的一端与所述第一上弦或者所述第二上弦的侧表面焊接；多个所述安装座间隔设置在所述第一上弦与所述第二上弦上，用于安装檩条。

7.根据权利要求1所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，所述张弦梁还包括上弦接管，所述上弦接管包括：

第一连接管，所述第一连接管内部中空设置，所述第一连接管的一端设置有第一连接段，所述第一连接段的侧面设置有与所述第一连接段的中心轴线相倾斜的第一切面，所述第一切面靠近钢管混凝土梁柱的一端的宽度最大；所述第一连接管的另一端与所述第一上弦固定连接；

第二连接管，所述第二连接管与所述第一连接管相同设置；所述第二连接管设置有第二连接段，所述第二连接段与所述第一连接段相对应设置，所述第二连接段上设置有第二切面；所述第一连接段与所述第二连接段通过所述第一切面与所述第二切面焊接连接；所述第一连接管的另一端与所述第二连接管的另一端分离设置，所述第二连接管的另一端与所述第二上弦的端部连接；以及，

耳板，所述耳板的上端与所述第一连接段、所述第二连接段焊接连接，所述耳板的下端用于固定拉索。

8.根据权利要求7所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，所述第一连接段与所述第二连接段靠近所述钢管混凝土梁柱的一端合围成的端面面积与所述第一连接管的另一端的端面面积相同设置。

9.根据权利要求8所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，所述耳板包括固定部与耳部，所述固定部夹设在所述第一切面与所述第二切面之间，且所述固定部的两个侧面分别与所述第一切面、所述第二切面焊接；所述耳部的一侧与所述固定部的下端连接，所述耳部的另一侧悬空设置。

10.根据权利要求7所述的张弦倒三角管桁架钢屋盖支撑系统，其特征在于，所述第一连接管、所述第二连接管的外径与上弦的外径相同设置；所述第一连接管的下侧壁厚、所述第二连接管的下侧壁厚均比所述上弦的壁厚多4mm-6mm。

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