本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑，尤其涉及一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、目前，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋越來(lái)越多地被應(yīng)用于大跨度的工業(yè)或民用建筑中。由于其有著自重和跨度很大的特點(diǎn)，且受到現(xiàn)場(chǎng)施工條件的制約，整體結(jié)構(gòu)為超過(guò)一定規(guī)模的危大工程。張弦桁架具有結(jié)構(gòu)重量輕、承載好以及便于施工的特點(diǎn)，所以張弦桁架常被用于鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程中。張弦結(jié)構(gòu)按受力可以分為平面張弦結(jié)構(gòu)和空間張弦結(jié)構(gòu)，其中空間張弦結(jié)構(gòu)在工程中也可以結(jié)合其他結(jié)構(gòu)以改善結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)。

2、安裝鋼屋蓋時(shí)常采用滑移法和整體提升法(反作法)，但是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)施工條件制約大，地面拼裝場(chǎng)地不足導(dǎo)致大型機(jī)械選型困難，使得整個(gè)屋蓋桁架不在統(tǒng)一的平面內(nèi)時(shí)，工程中不適用上述方法。當(dāng)鋼屋蓋設(shè)計(jì)采用次桁架或其他結(jié)構(gòu)與張弦結(jié)構(gòu)組成組合體系時(shí)，安裝精度控制難度增大，尤其是在結(jié)構(gòu)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)且主桁架為下弦支撐的平面桁架時(shí)，桁架上弦之間無(wú)連接，形成半開(kāi)式平面桁架結(jié)構(gòu)體系，平面外穩(wěn)定性相對(duì)弱，對(duì)結(jié)構(gòu)在施工和正常使用過(guò)程中的安全性和可靠性要求很高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋及其施工方法，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，且采用地面預(yù)拼、分段吊裝后高空對(duì)接的施工方案，避免了超長(zhǎng)扇形鋼屋蓋拼裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地限制，保證了施工效率和質(zhì)量。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋，包括人字柱、主桁架、次桁架，多個(gè)主桁架按照每間隔一榀在中部交匯區(qū)貫通并兩兩交叉，次桁架設(shè)于主桁架的間隔內(nèi)并在中部交匯區(qū)截?cái)?，次桁架與張弦梁形成組合體系連接于相鄰主桁架之間，形成扇形空間結(jié)構(gòu)；扇形空間結(jié)構(gòu)底部由多個(gè)人字柱支撐。

4、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述主桁架和次桁架為平面桁架，其上弦之間無(wú)連接。

5、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述人字柱與主桁架下弦或次桁架下弦連接，且各人字柱高度均不相等。

6、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，每根張弦梁與主桁架、次桁架對(duì)應(yīng)的桁架梁連接角度、位置各不相同。

7、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述張弦梁包括弦桿、撐桿和拉索，所述撐桿連接于次桁架下側(cè)，撐桿底端通過(guò)鎖夾連接拉索，所述拉索通過(guò)錨具連接主桁架，撐桿連接于主桁架和次桁架之間。

8、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述人字柱的柱頭與桁架連接處設(shè)有加勁板；剪力墻處的人字柱頂部通過(guò)滑動(dòng)球型鋼支座連接主桁架。

9、第二方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋的施工方法，包括：

10、安裝人字柱；在人字柱頂部安裝主桁架，采用同一榀主桁架由中間節(jié)點(diǎn)向兩側(cè)安裝；

11、張弦梁張拉完成后與次桁架預(yù)拼裝，預(yù)拼裝后起吊張弦梁，并按照由內(nèi)而外、主桁架對(duì)稱原則安裝張弦梁和次桁架，形成扇形空間結(jié)構(gòu)；

12、對(duì)扇形空間結(jié)構(gòu)整體卸載。

13、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，多段主桁架通過(guò)耳板連接裝置在空中對(duì)接形成整榀主桁架；

14、主桁架對(duì)接的微調(diào)采用設(shè)置在高空支架上的千斤頂來(lái)完成，側(cè)向利用支撐架上的拼裝胎架實(shí)現(xiàn)。

15、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，張弦梁采用兩級(jí)張拉，第一級(jí)張拉按50％索力施加等效預(yù)張力，第二級(jí)張拉按100％索力施加等效預(yù)張力并超張拉5％。

16、作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述整體卸載過(guò)程為：將多個(gè)千斤頂?shù)踔僚R時(shí)支撐平臺(tái)安裝至預(yù)留空間內(nèi)，各千斤頂同步進(jìn)行多級(jí)卸載。

17、本發(fā)明的有益效果如下：

18、本發(fā)明的超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋通過(guò)人字柱的布置以及桁架的空間布置，既充分利用了張弦梁承受豎向荷載及桁架結(jié)構(gòu)抗彎抗剪能力好的優(yōu)點(diǎn)，又發(fā)揮了采用預(yù)應(yīng)力張弦節(jié)省鋼材用量、提高結(jié)構(gòu)整體剛度的優(yōu)勢(shì)，可用于整個(gè)屋蓋桁架不在同一平面的情況，并適用于結(jié)構(gòu)體量大、結(jié)構(gòu)形式不規(guī)則、結(jié)構(gòu)施工周期短、時(shí)變效應(yīng)明顯的大跨度復(fù)雜鋼屋蓋設(shè)計(jì)。

19、本發(fā)明采用地面預(yù)拼、分段吊裝后高空對(duì)接的施工方案，避免了超長(zhǎng)扇形鋼屋蓋拼裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地限制，保證了施工效率和質(zhì)量；主桁架采用由中間節(jié)點(diǎn)向兩側(cè)安裝，盡量對(duì)稱安裝、就近安裝、先安裝中間段后安裝懸挑段的安裝原則，張弦梁和次桁架采用由內(nèi)而外、主桁架對(duì)稱的安裝原則，保證了安裝精度，確保了結(jié)構(gòu)在施工和正常使用過(guò)程中的安全性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋，其特征在于，包括人字柱、主桁架、次桁架，多個(gè)主桁架按照每間隔一榀在中部交匯區(qū)貫通并兩兩交叉，次桁架設(shè)于主桁架的間隔內(nèi)并在中部交匯區(qū)截?cái)啵舞旒芘c張弦梁形成組合體系連接于相鄰主桁架之間，形成扇形空間結(jié)構(gòu)；扇形空間結(jié)構(gòu)底部由多個(gè)人字柱支撐。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋，其特征在于，所述主桁架和次桁架為平面桁架，其上弦之間無(wú)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋，其特征在于，所述人字柱與主桁架下弦或次桁架下弦連接，且各人字柱高度均不相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋，其特征在于，每根張弦梁與主桁架、次桁架對(duì)應(yīng)的桁架梁連接角度、位置各不相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋，其特征在于，所述張弦梁包括弦桿、撐桿和拉索，所述撐桿連接于次桁架下側(cè)，撐桿底端通過(guò)鎖夾連接拉索，所述拉索通過(guò)錨具連接主桁架，撐桿連接于主桁架和次桁架之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋，其特征在于，所述人字柱的柱頭與桁架連接處設(shè)有加勁板；剪力墻處的人字柱頂部通過(guò)滑動(dòng)球型鋼支座連接主桁架。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋的施工方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋的施工方法，其特征在于，多段主桁架通過(guò)耳板連接裝置在空中對(duì)接形成整榀主桁架；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋的施工方法，其特征在于，張弦梁采用兩級(jí)張拉，第一級(jí)張拉按50％索力施加等效預(yù)張力，第二級(jí)張拉按100％索力施加等效預(yù)張力并超張拉5％。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋的施工方法，其特征在于，所述整體卸載過(guò)程為：將多個(gè)千斤頂?shù)踔僚R時(shí)支撐平臺(tái)安裝至預(yù)留空間內(nèi)，各千斤頂同步進(jìn)行多級(jí)卸載。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種超長(zhǎng)扇形空間張弦桁架鋼屋蓋及其施工方法，涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)領(lǐng)域，包括人字柱、主桁架、次桁架，多個(gè)主桁架按照每間隔一榀在中部交匯區(qū)貫通并兩兩交叉，次桁架設(shè)于主桁架的間隔內(nèi)并在中部交匯區(qū)截?cái)?，次桁架與張弦梁形成組合體系連接于相鄰主桁架之間，形成扇形空間結(jié)構(gòu)；扇形空間結(jié)構(gòu)底部由多個(gè)人字柱支撐。本發(fā)明的鋼屋蓋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，且采用地面預(yù)拼、分段吊裝后高空對(duì)接的施工方案，避免了超長(zhǎng)扇形鋼屋蓋拼裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地限制，保證了施工效率和質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：孫哲,王偉偉,佟克龍,鄭金國(guó),隋鑫,徐圣磊,路亞旭,馮沐春,騰在福
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十四局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2