[發明專利]一種雙索分離式張弦桁架及其施工方法

在審

• 申請號: 201611194804.5
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106836497A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 蘇英強;李啟明;王留成;薛強;孫曉嶺;仝書敬;賈尚瑞;蔡柳鶴;馬國良;夏岳鑫
• 申請（專利權）人: 浙江精工鋼結構集團有限公司;西安建筑科技大學建筑設計研究院
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342;E04B1/19;E04B1/58
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙)33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明屬于結構工程技術領域，具體涉及一種雙索分離式張弦桁架及其施工方法。

背景技術

隨著社會的進步、科技的發展和經濟、文化水平的提高，人們對大跨度空間結構提出了更高的要求。目前中小跨度的建筑結構不僅不能夠滿足公共建筑大空間的功能要求，也不能夠滿足人們日益提高的審美要求，這就要求開發新型的結構形式以滿足建筑功能和美學要求。

張弦結構是目前應用較為廣泛的一種空間結構體系，其主要特點是用撐桿連接上部剛性子結構（或構件）和下部柔性鋼拉索，通過給索施加一定的預應力，減輕剛性結構（或構件）的負擔，整體形成自平衡體系。目前應用較多的主要分為單向張弦梁和雙向張弦梁。但是單向張弦梁結構存在傳力效率低、側向穩定性難以保證等缺點；而雙向張弦梁結構通常采用正交的呆板模式，且整體性能較差、施工難度大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙索分離式張弦桁架及其施工方法，以解決現有張弦桁架結構中需要考慮撐桿穩定、平面外穩定性能且在現場施工效率低，外形呆板的問題。

為實現上述目的，本發明具體提供的技術方案為：一種雙索分離式張弦桁架，所述雙索分離式張弦桁架安裝于若干支撐結構柱頂部，包括安裝于支撐結構柱上的兩上弦桿和兩條下弦拉索，相鄰兩上弦桿通過若干上橫向支撐桿連接；相鄰兩條下弦拉索通過若干下橫向支撐桿連接；其中，上橫向支撐桿和下橫向支撐桿之間通過若干豎向撐桿連接，相鄰豎向撐桿通過斜腹桿連接；所述若干下橫向支撐桿通過兩下弦拉索串聯，每一下弦拉索的兩端固定于支撐結構柱頂端。

進一步，所述上弦桿的兩端通過鑄鋼鉸支座安裝于支撐結構柱頂部，所述兩上弦桿為兩根弧形的圓管，圓管的端部通過銷軸連接于所述鑄鋼鉸支座。

進一步，所述上弦桿外周面設置有若干套箍式節點，套箍式節點由兩片組成，通過焊縫固定于上弦桿外周面，所述上橫向支撐桿通過焊接固定于兩對應設置的套箍式節點之間。

進一步，所述每一下橫向支撐桿兩端設置有帶耳板的索夾，所述豎向撐桿上端通過銷軸連接于套箍式節點下部，下端通過銷軸連接于索夾耳板處；所述斜腹桿采用交叉高強鋼拉桿，上端和下端分別通過銷軸連接于套箍式節點和索夾耳板處。

進一步，所述下弦拉索采用高強拉索，兩端通過錨具固定于的端部耳板上，所述兩條下弦拉索穿過多個索夾，并在跨中位置匯交。

進一步，所述索夾由上索夾和下蓋板組成，通過下蓋板底部的螺栓群將下弦拉索固定于索夾中間的索孔內。

進一步，所述下弦拉索采用高釩索，兩下弦拉索在空間上呈雙向雙曲形態。

一種雙索分離式張弦桁架的施工方法，包括如下步驟：

（1）在近地面設置拼裝胎架，首先將工廠加工完成的圓管按所需的幾何尺寸拼裝成形，然后將套箍式節點通過焊接固定在圓管設定的位置，最后將橫向撐桿通過焊接連接在套箍式節點之間，得到上弦桿組件；

（2）將鑄鋼鉸支座通過銷軸連接于圓管端部下側的耳板上；

（3）將索夾臨時固定，根據設計圖紙調整索夾各個耳板的角度，然后將豎向撐桿通過銷軸固定在套箍式節點和索夾之間；

（4）將斜腹桿通過兩端的銷軸分別固定于套箍式節點和索夾，得到多個十字交叉的鋼拉桿組；

（5）去除索夾下蓋板，兩條下弦拉索分別穿過多個索夾，通過端部的錨具和銷軸固定在圓管端部的耳板上，然后，通過索夾下蓋板底部的螺栓群將下弦拉索固定于索夾中間的索孔內；

（6）采用張拉設備，首先將兩條下弦拉索張拉至預應力設計值，然后對斜腹桿分批進行張拉，在結構中建立初始預應力；

（7）采用吊裝設備，對張拉成型狀態的張弦桁架整體吊裝；吊裝就位后，將鑄鋼鉸支座下底板通過焊縫固定于下部支撐柱頂部，完成雙索分離式張弦桁架的裝配。

本發明的有益效果：

（1）本發明形態優美，下弦采用兩根高強鋼拉索，且空間呈雙曲形態，并在近跨中處交匯，打破了以往張弦結構下弦采用單根鋼拉索，以及空間張弦結構中雙向張弦結構下弦鋼索采用正交的呆板模式；

（2）本發明與常規的張弦桁架結構相比，結構的平面內、平面外穩定性和剛度都得到了大幅度提高，具有更大的跨越能力；

（3）本發明中的交叉鋼拉桿一方面增加了建筑的美觀性，另一方面為變異的交叉支撐，增加了結構體系平面內的剛度；

（4）本發明為自平衡體系，桁架產生的水平推力主要由下弦拉索承擔，邊界約束主要以豎向力為主。故其邊界約束要求低，支座受力明確，易設計和制作。

附圖說明