專利名稱：四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)及施工工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于公共、民用建筑施工技術(shù)領域，特別是涉及一種多連跨無站臺柱雨棚 四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)及施工工藝。
背景技術(shù)：
近年來，隨著國家鐵路建設市場的不斷擴大和新客站施工技術(shù)水平的不斷提高， 鋼結(jié)構(gòu)在建筑領域的應用深入，鋼結(jié)構(gòu)正朝著外形獨特求新、結(jié)構(gòu)簡潔輕便、大空間大跨度 的方向發(fā)展。雨棚鋼結(jié)構(gòu)形式逐步由單一的管桁架結(jié)構(gòu)向剛?cè)峤Y(jié)合的張弦結(jié)構(gòu)組合體發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是針對上述問題，提供一種外形美觀的多連跨無站臺柱雨棚四 邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)， 多個弧形鋼梁經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡梁連接構(gòu)成弧形傘面，在弧形傘面的四個端上分別連接有鋼 斜柱，鋼斜柱安裝在鋼柱上；四個鋼撐桿的上端分別連接在弧形傘面上，其下端經(jīng)鋼環(huán)索連 接形成四邊形，四個鋼撐桿的下端還經(jīng)鋼拉棒分別連接在四個鋼斜柱上的連接耳板上。所述鋼撐桿的下端經(jīng)鋼索夾連接鋼環(huán)索。本發(fā)明另一目的是提供一種施工成本低的多連跨無站臺柱雨棚四邊形環(huán)索弦支 結(jié)構(gòu)施工工藝。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu) 施工工藝，四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)先施工鋼柱、鋼斜柱及網(wǎng)絡梁，然后安裝鋼撐桿、鋼環(huán)索及 鋼拉棒，最后按順序進行鋼拉棒分級分批施工張拉。四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)張拉以柱上、柱間為單元進行張拉，先進行柱上單元張拉 (即對一個四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)上的四個鋼拉棒進行張拉)，然后進行柱間單元(即對相鄰 四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)之間連接的鋼拉棒進行張拉)張拉，最后張拉搭接單元(即對相鄰四 邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)之間連接的鋼拉棒進行張拉，此時的鋼拉棒的兩頭下方有柱子)。所述環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)張拉施工工藝流程為張拉前準備一焊接臨時張拉焊板一安裝 張拉工裝一在工裝與上節(jié)點間穿入鋼絞線一安裝千斤頂一施加預緊力一檢查并調(diào)整安裝 位置、記錄初始值一與張拉同時擰緊拉桿一與設計拉力值校核一觀測環(huán)索結(jié)構(gòu)單元形狀、 檢驗合格，拆除千斤頂工裝系統(tǒng)，進入下一根拉索的張拉周期。所述環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)張拉施工工藝中張拉階段共分6級，分別為20^^30^^40%, 60%,80%,100%張拉進行、緩慢加載。所述環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)張拉施工工藝流程為1)區(qū)分柱上四邊形環(huán)索單元(柱上單元)與柱間四邊形環(huán)索單元(柱間單元)；2)先張拉柱上四邊形環(huán)索單元，后張拉柱間四邊形環(huán)索單元；
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3)張拉柱上單元鋼棒時每批次選取基本對稱的四個單元同時張拉，先張拉結(jié) 構(gòu)跨中區(qū)域單元，后張拉結(jié)構(gòu)邊緣區(qū)域單元；各單元鋼棒的張拉初始預應力度控制為 0. 12-0. 15 ；4)張拉柱間單元鋼棒時也采用對稱張拉方式，先張拉結(jié)構(gòu)跨中區(qū)域單元鋼棒，后 張拉結(jié)構(gòu)邊緣區(qū)域單元鋼棒；先張拉長跨向柱間單元，各單元鋼棒的張拉初始預應力度控 制在0. 11-0. 13范圍內(nèi)。5)張拉短跨向柱間單元，各單元鋼棒的張拉初始預應力度控制為0. 145-0. 15。本發(fā)明涉及一種新型環(huán)索弦支“傘狀”結(jié)構(gòu)外形控制技術(shù)，具體環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)的多 連跨建筑結(jié)構(gòu)包括鋼柱、鋼斜柱、弧形鋼梁、活動連接耳板、鋼環(huán)索、鋼撐桿、鋼拉桿組成，在 有效的減少結(jié)構(gòu)用鋼量的情況下，由多個傘狀結(jié)構(gòu)通過連桿及拉索連接成整體，每個傘狀 結(jié)構(gòu)由撐桿及拉索拉結(jié)形成一個獨立的傘形單元，通過調(diào)整張拉產(chǎn)生預應力增強建筑結(jié)構(gòu) 的剛度，能有效提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載力，加大建筑結(jié)構(gòu)的跨度和使用空間，具有結(jié) 構(gòu)輕便，外形美觀、節(jié)能環(huán)保等特點。環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)是基于張拉整體和單層球面網(wǎng)殼的一種 新型空間結(jié)構(gòu)體系。通過對環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)成、受力特點、現(xiàn)狀研究及工程施工過程監(jiān)測等研 究，并與設計參數(shù)及等比例模型試驗數(shù)據(jù)的不斷對比，得出了此類結(jié)構(gòu)體系的施工技術(shù)要 領，為今后同類施工技術(shù)提供寶貴依據(jù)。多連跨無站臺柱雨棚四邊形環(huán)索弦支體系結(jié)構(gòu)形 式新穎、外形美觀、材料用量少，在大跨度結(jié)構(gòu)中應用具有較好的社會及經(jīng)濟效益與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是多連跨無站臺柱雨棚張拉屋蓋體系具有外形美觀，材料用量小的特點，通過本工 程的實施，改進和完善多連跨無站臺柱雨棚張拉屋蓋的設計，推廣應用于各大空間大跨度 的結(jié)構(gòu)體系之中。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，1為鋼撐桿，2為鋼索夾，3為鋼環(huán)索，4為鋼拉棒，5為連接耳板，6為弧形 鋼梁，7為鋼柱，8為鋼斜柱。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明的上述發(fā)明內(nèi)容作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發(fā)明上 述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如圖1所示，一種四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)，多個弧形鋼梁6經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡梁連接構(gòu) 成弧形傘面，在弧形傘面的四個端上分別連接有鋼斜柱8，鋼斜柱8安裝在鋼柱7上；四個 鋼撐桿1的上端分別連接在弧形傘面上，其下端經(jīng)鋼環(huán)索3連接形成四邊形，四個鋼撐桿1 的下端還經(jīng)鋼拉棒4分別連接在四個鋼斜柱8上的連接耳板5上。所述鋼撐桿1的下端經(jīng) 鋼索夾2連接鋼環(huán)索3。1、四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)施工步驟為先施工鋼柱、鋼斜柱及網(wǎng)絡梁，然后安裝鋼撐桿、鋼環(huán)索及鋼拉棒，最后按順序?qū)Ω骺玟摾暨M行分級分批施工張拉；2、四邊形環(huán)索弦支體系張拉以柱上、柱間為單元進行張拉，根據(jù)設計要求，確定張 拉順序。先進行柱上單元張拉，然后進行柱間單元張拉，最后張拉搭接單元。本工程中一次 最多拉桿同時張拉數(shù)量達32根，需同時采用32套工裝系統(tǒng)進行拉桿的張拉。3、環(huán)索弦支體系張拉施工工藝流程及施工技術(shù)(1)環(huán)索弦支體系張拉施工工藝流程張拉前準備一焊接臨時張拉焊板一安裝張 拉工裝一在工裝與上節(jié)點間穿入鋼絞線一安裝千斤頂一施加預緊力(約10%張拉力)一檢 查并調(diào)整安裝位置、記錄初始值一與張拉同時擰緊拉桿一與設計拉力值校核一觀測環(huán)索結(jié) 構(gòu)單元形狀(若不滿足形狀要求，則反復調(diào)試)檢驗合格，拆除千斤頂工裝系統(tǒng)，進入下一 根拉索的張拉周期。張拉階段共分6級(20^^30^30^^60^^80^^100%)張拉進行、緩 慢加載，保證張拉位移與調(diào)節(jié)套筒旋轉(zhuǎn)跟進同時進行。(2)環(huán)索弦支體系施工技術(shù)1)區(qū)分柱上四邊形環(huán)索單元(四叉斜柱正上方的單元)與柱間四邊形環(huán)索單元 (非四叉斜柱正上方的單元)。2)先張拉柱上四邊形環(huán)索單元，后張拉柱間四邊形環(huán)索單元；3)張拉柱上單元鋼棒時每批次選取基本對稱的四個單元同時張拉，先張拉結(jié)構(gòu) 跨中區(qū)域單元，后張拉結(jié)構(gòu)邊緣區(qū)域單元；各單元鋼棒的張拉初始預應力度控制為0. 14左 右；4)張拉柱間單元鋼棒時也采用對稱張拉方式，先張拉結(jié)構(gòu)跨中區(qū)域單元鋼棒，后 張拉結(jié)構(gòu)邊緣區(qū)域單元鋼棒；先張拉長跨向柱間單元，各單元鋼棒的張拉初始預應力度控 制在0. 11-0. 13范圍內(nèi)。5)張拉短跨向柱間單元，各單元鋼棒的張拉初始預應力度控制為0. 145-0. 15。4、分級分批張拉控制技術(shù)(1)盡量減小相近的四邊形環(huán)索單元間相互影響；每批次張拉分級反復直至穩(wěn) 定，各批次張拉均擬為一次張拉；全部張拉完成后，鋼棒、索以及整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分 布均勻，與原整體結(jié)構(gòu)一次張拉的彈性分析結(jié)果基本相近；(2)每批次同時張拉的單元數(shù)量，應依現(xiàn)場實際施工設備及工作條件確定；建議 每批次同時張拉4個四邊形環(huán)索單元，即同時張拉16根鋼棒拉桿；(3)驗算結(jié)果表明結(jié)構(gòu)變形分布均勻，桿件內(nèi)力始終在設計控制范圍內(nèi)小幅度變 化，而且施工過程中及后期的使用階段，結(jié)構(gòu)均能滿足設計和規(guī)范要求。總的來說，該張拉 施工方案可行的，能保證結(jié)構(gòu)安全的；(4)各步驟張拉原則上應為一次張拉成形，每步施加的張拉力大小以本報告表1 為基準控制，可根據(jù)計算結(jié)果的偏差(幅度均小于10% )，進行5%左右的微調(diào)；(5)在條件許可的情況下，同時同步監(jiān)測控制撐桿下端索夾節(jié)點處的位移變化；(6)本環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)張拉前空間性可變性很強，對鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝以及預應力 張拉施工要求很高。鋼結(jié)構(gòu)20個耳板應安裝精確；東西方向邊跨懸挑端豎向撓度變形相對較大，施 工時注意按設計要求預起拱。預應力張拉應保證基本同步緩慢張拉，測量監(jiān)控索體、鋼拉桿及撐桿位移值，調(diào)整弦支體系線性。
權(quán)利要求
1.一種四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)，其特征在于多個弧形鋼梁(6)經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡梁連接 構(gòu)成弧形傘面，在弧形傘面的四個端上分別連接有鋼斜柱(8)，鋼斜柱⑶安裝在鋼柱(7) 上；四個鋼撐桿(1)的上端分別連接在弧形傘面上，其下端經(jīng)鋼環(huán)索C3)連接形成四邊形， 四個鋼撐桿⑴的下端還經(jīng)鋼拉棒⑷分別連接在四個鋼斜柱⑶上的連接耳板(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼撐桿(1)的下端 經(jīng)鋼索夾(2)連接鋼環(huán)索(3)。
3.—種四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)施工工藝，其特征在于四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)先施工鋼 柱、鋼斜柱及網(wǎng)絡梁，然后安裝鋼撐桿、鋼環(huán)索及鋼拉棒，最后按順序進行鋼拉棒分級分批 施工張拉。
4.如權(quán)利要求3所述的四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)施工工藝，其特征在于四邊形環(huán)索弦支 結(jié)構(gòu)先進行柱上單元張拉，然后進行柱間單元張拉，最后張拉搭接單元。
5.如權(quán)利要求4所述的四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)的施工工藝，其特征在于所述環(huán)索弦支 結(jié)構(gòu)張拉施工工藝流程為張拉前準備一焊接臨時張拉焊板一安裝張拉工裝一在工裝與上 節(jié)點間穿入鋼絞線一安裝千斤頂一施加預緊力一檢查并調(diào)整安裝位置、記錄初始值一與張 拉同時擰緊拉桿一與設計拉力值校核一觀測環(huán)索結(jié)構(gòu)單元形狀、檢驗合格，拆除千斤頂工 裝系統(tǒng)，進入下一根拉索的張拉周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)的施工工藝，其特征在于所 述環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)張拉施工工藝中張拉階段共分6級，分別為20 %、30 %、40 %、60%、80%、 100%張拉進行、緩慢加載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)，多個弧形鋼梁經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡梁連接構(gòu)成弧形傘面，在傘面的四個端上分別連接有鋼斜柱(8)，鋼斜柱(8)安裝在鋼柱(7)上；四個鋼撐桿(1)的上端分別連接在弧形傘面上，其下端經(jīng)鋼環(huán)索(3)連接形成四邊形，四個鋼撐桿(1)的下端還經(jīng)鋼棒拉桿(4)分別連接在四個鋼斜柱(8)上的連接耳板(5)上。本發(fā)明具有外形美觀，施工成本低的優(yōu)點，它主要應用于公共、民用建筑施工技術(shù)領域。
文檔編號E04B7/14GK102108748SQ20101062350
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉劍斌, 劉斌, 葉雄, 吳兵, 王立忠, 聶晶, 胡云暉, 董兆昆, 謝慶, 譚曉春, 陳濤, 陳自力 申請人:中鐵二局股份有限公司, 中鐵二局集團有限公司