[发明专利]大跨度H型钢平面组合结构张弦梁高空换索施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大跨度H型钢平面组合结构预应力张弦梁结构高空换索，特别适用于火车站、工业厂房等大型张弦梁（柱与梁铰接）的张拉索维护工程。

背景技术

预应力钢索的设计使用年限为50年，根据统计因使用期间的维护不到位，预应力钢索的实际使用寿命平均不到30年。由于国内大跨度H型钢平面组合结构预应力张弦梁结构的起步较晚，均未达到换索期限，H型钢平面组合结构张弦梁空中换索的施工对构件的制作和安装精度要求比较高，特别是钢索的下料长度必须根据节点及钢索的工作载荷进行精确计算并在制作过程中进行严格控制。目前尚未见到针对H型钢平面组合结构张弦梁高空换索施工技术的研究报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种H型钢平面组合结构张弦梁高空换索施工方法。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种大跨度H型钢平面组合结构张弦梁高空换索施工方法，包括如下步骤：张弦梁空中换索仿真计算、竖向支撑加固、既有索拆除、新索安装和新索张拉。

所述张弦梁空中换索仿真计算包括建立换索施工的有限元计算模型和仿真计算结果修正；所述竖向支撑加固包括根据仿真计算制定加固方案及布置示意图、建立监测网、临时支墩组装和中柱防偏配重悬挂；所述既有索拆除包括拆除准备和拆除索力；所述新索张拉在新索安装后对索力进行分级张拉，每50KN为一级，每一级张拉完成后停止5分钟监测结构变形，直至完成。

所述竖向支撑加固的竖向支墩结构采用八三军用杆件拼组而成，18轴AD跨张弦梁下部架设3个临时支墩、相邻DF跨梁的相邻端设1个临时支墩，每个临时支墩的承载力为100吨。

所述建立监测网包括检测内容和现场监测布置，建立三维监测控制网，对张弦梁与柱的坐标和标高进行全程监测，重点监测拱高（竖向位移）、梁长（水平位移）、位置变化（综合位移）情况。

所述现场监测布置包括张弦索拉力的监测采用油压传感器测试；钢结构在支座、跨中的主钢梁及联系杆上布置5个监测点，监测采用振弦应变计，每个点对称布置两个振弦应变计;边柱的监测点布置在分叉柱中心上，中柱的监测点布置在两个分叉柱中心上，支墩的监测点布置在支墩顶端工字钢的中心上;相邻的西跨张弦梁、南跨张弦梁、北跨张弦梁均设5个变形监测点。

所述新索张拉阶段当索力张拉至450KN后，索力每增加100 KN,根据张弦梁起拱情况将支撑千斤顶轻微退油，使千斤顶对梁的支撑力逐步减小，同时监测千斤顶卸力时索力的变化情况，根据变化情况确定具体千斤顶的卸力幅度，轻微松开张弦梁两端拉接的钢丝绳，并观测张弦梁的长度变形情况，逐步减小钢丝绳的拉接作用，使拉索独自受力；

索力张拉至测试索力的90%（约640KN，根据实测索力计算）时，将支撑千斤顶的支撑力和钢丝绳拉力完全卸除，重新测试索力大小，将索力值分两次张拉至现工况下的实测索力值；

索力张拉至240KN、480KN时停止10分钟，监测结构变形情况；

索力张拉到位后，监测结构变形，结构整体变形情况跟踪监测两天。

有益效果：从既有索卸除、新索悬挂、到预应力张拉完成以及最后支撑架的拆除，其间结构经历很多受力状态，本发明通过“预应力张弦梁空中换索的实施”，为日后张弦梁换索施工提供重要的试验依据和理论基础，具有重要的指导意义。

附图说明

图1为本发明的张拉支墩布置示意图；

图2为本发明的变形监测点布置示意图。

图中：1立柱、2竖向支墩、3索；a临时支墩一、b临时支墩二、c临时支墩三、d临时支墩四；I第一监测点、II第二监测点、III第三监测点、IV第四监测点、V第五监测点。

具体实施方式

本发明在不卸除上部荷载的工况下，高空单向卸载拆除既有索、悬挂新索，并进行单向预应力张拉的施工方法：包括建立大跨度H型钢单悬索雨棚空中换索施工的有限元计算模型，仿真分析在不卸除上部结构荷载情况下的换索施工过程，为实际施工设计提供理论依据；依据仿真计算结果，制定张弦梁竖向加固及换索施工方案；在现场严格监测的情况下，保证张弦梁变形在允许的范围内，逐步分级卸除原张拉索的索力、拆除既有索、安装新索并分级张拉至设计值。

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

本发明包括如下步骤：张弦梁空中换索仿真计算、竖向支撑加固、既有索拆除、新索安装和新索张拉。

所述张弦梁空中换索仿真计算包括以下内容：