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(lǐng)域：
本發(fā)明屬于公共、民用建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多連跨無站臺(tái)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(shè)市場的不斷擴(kuò)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(lǐng)域的應(yīng)用深入，鋼結(jié)構(gòu)正朝著外形獨(dú)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(duì)上述問題，提供一種外形美觀的多連跨無站臺(tái)柱雨棚四 邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)。為了實(shí)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(gè)弧形鋼梁經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡(luò)梁連接構(gòu)成弧形傘面，在弧形傘面的四個(gè)端上分別連接有鋼 斜柱，鋼斜柱安裝在鋼柱上；四個(gè)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(gè)鋼撐桿的下端還經(jīng)鋼拉棒分別連接在四個(gè)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(tái)柱雨棚四邊形環(huán)索弦支 結(jié)構(gòu)施工工藝。為了實(shí)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(luò)梁，然后安裝鋼撐桿、鋼環(huán)索及 鋼拉棒，最后按順序進(jìn)行鋼拉棒分級(jí)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(jìn)行張拉，先進(jìn)行柱上單元張拉 (即對(duì)一個(gè)四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)上的四個(gè)鋼拉棒進(jìn)行張拉)，然后進(jìn)行柱間單元(即對(duì)相鄰 四邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)之間連接的鋼拉棒進(jìn)行張拉)張拉，最后張拉搭接單元(即對(duì)相鄰四 邊形環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)之間連接的鋼拉棒進(jìn)行張拉，此時(shí)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(zhǔn)備一焊接臨時(shí)張拉焊板一安裝 張拉工裝一在工裝與上節(jié)點(diǎn)間穿入鋼絞線一安裝千斤頂一施加預(yù)緊力一檢查并調(diào)整安裝 位置、記錄初始值一與張拉同時(shí)擰緊拉桿一與設(shè)計(jì)拉力值校核一觀測環(huán)索結(jié)構(gòu)單元形狀、 檢驗(yàn)合格，拆除千斤頂工裝系統(tǒng)，進(jìn)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(jí)，分別為20^^30^^40%, 60%,80%,100%張拉進(jìn)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；
3
3)張拉柱上單元鋼棒時(shí)每批次選取基本對(duì)稱的四個(gè)單元同時(shí)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(yù)應(yīng)力度控制為 0. 12-0. 15 ；4)張拉柱間單元鋼棒時(shí)也采用對(duì)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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(dòng)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(gè)傘狀結(jié)構(gòu)通過連桿及拉索連接成整體，每個(gè)傘狀 結(jié)構(gòu)由撐桿及拉索拉結(jié)形成一個(gè)獨(dú)立的傘形單元，通過調(diào)整張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力增強(qiáng)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(diǎn)。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(duì)環(huán)索弦支結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)成、受力特點(diǎn)、現(xiàn)狀研究及工程施工過程監(jiān)測等研 究，并與設(shè)計(jì)參數(shù)及等比例模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不斷對(duì)比，得出了此類結(jié)構(gòu)體系的施工技術(shù)要 領(lǐng)，為今后同類施工技術(shù)提供寶貴依據(jù)。多連跨無站臺(tái)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(yīng)用具有較好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)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(tái)柱雨棚張拉屋蓋體系具有外形美觀，材料用量小的特點(diǎn)，通過本工 程的實(shí)施，改進(jìn)和完善多連跨無站臺(tái)柱雨棚張拉屋蓋的設(shè)計(jì)，推廣應(yīng)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(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的上述發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)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(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)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(gè)弧形鋼梁6經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡(luò)梁連接構(gòu) 成弧形傘面，在弧形傘面的四個(gè)端上分別連接有鋼斜柱8，鋼斜柱8安裝在鋼柱7上；四個(gè) 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(gè)鋼撐桿1 的下端還經(jīng)鋼拉棒4分別連接在四個(gè)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(luò)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(jìn)行分級(jí)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(jìn)行張拉，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定張 拉順序。先進(jìn)行柱上單元張拉，然后進(jìn)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(shí)張拉數(shù)量達(dá)32根，需同時(shí)采用32套工裝系統(tǒng)進(jìn)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(zhǔn)備一焊接臨時(shí)張拉焊板一安裝張 拉工裝一在工裝與上節(jié)點(diǎn)間穿入鋼絞線一安裝千斤頂一施加預(yù)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(shí)擰緊拉桿一與設(shè)計(jì)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(fù)調(diào)試)檢驗(yàn)合格，拆除千斤頂工裝系統(tǒng)，進(jìn)入下一 根拉索的張拉周期。張拉階段共分6級(jí)(20^^30^30^^60^^80^^100%)張拉進(jìn)行、緩 慢加載，保證張拉位移與調(diào)節(jié)套筒旋轉(zhuǎn)跟進(jìn)同時(shí)進(jìn)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(shí)每批次選取基本對(duì)稱的四個(gè)單元同時(shí)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(yù)應(yīng)力度控制為0. 14左 右；4)張拉柱間單元鋼棒時(shí)也采用對(duì)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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力度控制為0. 145-0. 15。4、分級(jí)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(jí)反復(fù)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(shí)張拉的單元數(shù)量，應(yīng)依現(xiàn)場實(shí)際施工設(shè)備及工作條件確定；建議 每批次同時(shí)張拉4個(gè)四邊形環(huán)索單元，即同時(shí)張拉16根鋼棒拉桿；(3)驗(yàn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)和規(guī)范要求?？偟膩碚f，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(yīng)為一次張拉成形，每步施加的張拉力大小以本報(bào)告表1 為基準(zhǔn)控制，可根據(jù)計(jì)算結(jié)果的偏差(幅度均小于10% )，進(jìn)行5%左右的微調(diào)；(5)在條件許可的情況下，同時(shí)同步監(jiān)測控制撐桿下端索夾節(jié)點(diǎn)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(qiáng)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝以及預(yù)應(yīng)力 張拉施工要求很高。鋼結(jié)構(gòu)20個(gè)耳板應(yīng)安裝精確；東西方向邊跨懸挑端豎向撓度變形相對(duì)較大，施 工時(shí)注意按設(shè)計(jì)要求預(yù)起拱。預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)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(gè)弧形鋼梁(6)經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡(luò)梁連接 構(gòu)成弧形傘面，在弧形傘面的四個(gè)端上分別連接有鋼斜柱(8)，鋼斜柱⑶安裝在鋼柱(7) 上；四個(gè)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(gè)鋼撐桿⑴的下端還經(jīng)鋼拉棒⑷分別連接在四個(gè)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(luò)梁，然后安裝鋼撐桿、鋼環(huán)索及鋼拉棒，最后按順序進(jìn)行鋼拉棒分級(jí)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(jìn)行柱上單元張拉，然后進(jìn)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(zhǔn)備一焊接臨時(shí)張拉焊板一安裝張拉工裝一在工裝與上 節(jié)點(diǎn)間穿入鋼絞線一安裝千斤頂一施加預(yù)緊力一檢查并調(diào)整安裝位置、記錄初始值一與張 拉同時(shí)擰緊拉桿一與設(shè)計(jì)拉力值校核一觀測環(huán)索結(jié)構(gòu)單元形狀、檢驗(yàn)合格，拆除千斤頂工 裝系統(tǒng)，進(jìn)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(jí)，分別為20 %、30 %、40 %、60%、80%、 100%張拉進(jìn)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(gè)弧形鋼梁經(jīng)橫向上的網(wǎng)絡(luò)梁連接構(gòu)成弧形傘面，在傘面的四個(gè)端上分別連接有鋼斜柱(8)，鋼斜柱(8)安裝在鋼柱(7)上；四個(gè)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(gè)鋼撐桿(1)的下端還經(jīng)鋼棒拉桿(4)分別連接在四個(gè)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(diǎn)，它主要應(yīng)用于公共、民用建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)E04B7/14GK102108748SQ20101062350
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中鐵二局股份有限公司, 中鐵二局集團(tuán)有限公司