一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼結構建筑技術領域，具體為一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋及其施工方法。
【背景技術】
[0002]目前，鋼結構在土木工程建筑技術領域的應用越來越廣泛。但隨著大跨度的屋面結構被越來越多應用，由于其自重的急劇加大，整體結構面臨使用功能、設計合理性及經濟指標相互制約的矛盾，為了滿足結構的使用功能，同時減小結構自重、改善結構剛度，配有拉索的預應力張弦梁結構越來越多的應用于大型的鋼結構建筑中。通過預應力的拉索與撐桿的布置，大跨度的空間鋼結構的承載力和剛度都有了很大的改善。張弦梁結構按受力可以分為平面張弦梁結構和空間張弦梁結構;平面張弦梁結構是指其結構構件位于同一平面內，且以平面內受力為主的張弦梁結構。平面張弦梁結構根據上弦構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、人字型張弦梁結構。
[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，屋蓋結構重量比較大，采用傳統的吊裝方式無法滿足施工要求，同時也很難保證加工精度。
【發明內容】
[0004]發明的目的:為了克服以上不足，本發明公開一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，具有結構設計合理、穩固，并且能夠保證在整體張拉的過程中不會出現滑移的現象，即使在大跨度承載條件下，也能保證結構的穩定牢固。
[0005]技術方案:為了實現以上目的，本發明公開了一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，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有球形鋼支座;所述撐桿與對應的檁條之間設有斜拉索;所述屋面張弦梁之間設有屋面交叉支撐。
[0006]本發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，導致彼此之間的內應力過大，因此斷裂的現象；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生滑移的現象，保證了結構的穩定;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]進一步的，上述的一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，每榀單元梁中所述球形鋼支座設有3個，分別于底部的對應的鋼管柱固定連接。
[0008]進一步的，上述的一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，所述的張弦梁采用箱型鋼梁分段拼裝而成。
[0009]進一步的，上述的一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，所述的每榀張弦梁中拉索設有兩根;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斷裂現象，保證結構的穩定。
[0010]進一步的，上述的一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，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，相當于加強筋的作用，能夠保證整個屋蓋結構的一體性。
[0011]進一步的，上述的一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，所述的檁條采用H型鋼加工制得。
[0012]同時，本發明還提供一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋的安裝方法，具體包括如下步驟:
1)根據具體的設計要求，進行屋蓋的有限元分析、張拉力計算及仿真模擬；
2)搭設現場拼裝胎架及支撐塔架，利用塔吊安裝最內側管桁架及兩側的鋼管柱；
3)搭設門式格構式臨時胎架，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%預緊，并安裝屋面交叉支撐，進而完成所述張弦梁屋蓋的安裝。
[0013]進一步的，上述的一種大跨度鋼結構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]進一步的，上述的一種大跨度鋼結構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高進行復測，滿足安裝精度要求后方可進行吊裝;為確保張弦梁分段的穩定，當分段定位后，盡快進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定體系，確保施工安全。
[0015]上述技術方案可以看出，本發明具有如下有益效果:本發明的所述的一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋及其施工方法，所述的張弦梁屋蓋其結構設計合理，撐桿通過鋼鑄件索具保證了拉索在張拉的過程中不會導致彼此之間出現滑移現象，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，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的檁條項鏈，防止張弦梁由于受到內部的應力作用出現側面傾斜的現象。另外，本發明所述的安裝方法，將所述的單元梁采用分段拼裝的方法，簡化了整體的結構，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，進行第一榀單元梁的張拉預緊，保證了整個結構之間的結構統一，使得彼此之間的對接誤差減小。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的整體結構示意圖；
圖2為本發明所述的張弦梁與拉索的局部連接示意圖；
圖3為本發明所述的撐桿與張弦梁上部連接示意圖；
圖4為本發明所述的撐桿與張弦梁下部連接示意圖；
圖5為本發明所述的撐干與張弦梁局部連接的側視圖；
圖6為本發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。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本發明【具體實施方式】進行詳細的描述。
實施例
[0018]如圖1?6所示的一種大跨度鋼結構反拱張弦梁屋蓋，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