[发明专利]环形交叉索桁架结构的安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环形交叉索桁架结构的安装方法，属于空间索桁架结构领域。

背景技术

随着社会的不断发展，公共活动空间如大型的展览馆、体育场馆等的需求与日俱增。这样的需求也进一步带动了大跨度空间结构体系的创新。大跨度空间建筑往往是一个区域的地标性建筑，因此不仅要将安全、经济等作为结构设计的目标，更重要的是把结构的美表现出来，实现力与美的结合。近年来，大跨度索结构在国内外的体育场馆建设中应用较多，源于索结构充分利用了高强度拉索的受力性能，保证结构刚度的同时降低了用钢量，使结构变得轻盈、富于表现力。

索桁架结构是索结构的一种形式，因其跨越空间能力强、用钢量低等因素，在体育场馆等公共建筑中应用广泛。索桁架结构的布置形式主要有平行布置、垂直交叉布置、轮辐式布置等。其中轮辐式索桁架结构（也称为环形空腹索桁架或环形张力索桁架）适用于中间开敞周边布置罩棚的体育场等建筑，而平行布置、垂直交叉布置索桁架结构则适用于其它建筑。轮辐式索桁架的不足之处主要在于以下几个方面：

1、索段和撑杆的数量较多。

2、结构自身无法保证平面外稳定，需要沿环向设置稳定索保证各榀索桁架的面外稳定。

3、结构的抗倒塌能力较弱，轮辐式索桁架结构依靠中央环索将各榀索桁架联系在一起，并通过张拉中央环索使结构获得足够的刚度和承载力。当某处拉索产生较大预应力损失或索体断裂时，结构刚度下降明显，甚至导致结构整体垮塌。

发明内容

本发明专利的目的在于完善以上不足，提供一种适用于中间开敞周边布置罩棚的体育场等建筑的环形交叉索桁架结构的安装方法。这种索桁架结构由若干榀平面鱼腹式索桁架环形交叉布置而成。各平索桁架交叉布置成为一个整体力的空间体系，可以相互保证平面外稳定，无需再设置环向稳定索。在交叉处可共用一根撑杆，因此撑杆数量可减少。与此同时，每一榀平面鱼腹式索桁架保持相对独立，在保证平面外稳定的情况下，平面鱼腹式索桁架本身可以单独承受荷载，即使某一榀索桁架因故退出工作，结构会发生内力重分布，可由余下完好的平面鱼腹式索桁架提供承载力，结构不会因此而整体垮塌。

该发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种环形交叉索桁架结构的安装方法，所述环形交叉索桁架结构主要由索桁架结构和环形受压桁架两部分组成，环形受压桁架为索桁架结构部分提供水平约束，索桁架结构和环形受压桁架通过销接式连接节点连接；所述索桁架结构由多榀平面鱼腹式索桁架交叉组合而成中央开敞、周边覆盖屋面的环形交叉索桁架结构，所述平面鱼腹式索桁架由上弦稳定索、中间撑杆、下弦承重索构成，中间撑杆连接上弦稳定索与下弦承重索；所述的索桁架结构的多条上弦稳定索或下弦承重索交叉部位采用双层压板式夹具节点，双层压板式夹具节点与中间撑杆采用销式连接；环形受压桁架为三角形的空间桁架结构，主要由三根圆管型环杆和多根圆管型腹杆组成，环杆和腹杆采用相贯焊接节点连接；上弦稳定索和下弦承重索由索体和锚具组成，索体两端设有锚具，其特征在于：所述环形交叉索桁架结构的安装方法如下：

步骤一：在工厂预制环形受压桁架；

步骤二：运到安装现场后，用汽车吊将环形受压桁架各个区段吊到预定位置后进行临时固定，待所有区段都吊装完毕，对每个区段的位置进行微调，使每个区段边缘的接口能很好吻合，当所有接口吻合后，对结构进行现场焊接，形成完整的环形受压桁架；环形受压桁架拼接完毕后，将其焊接到基座的预埋钢板上，进行永久性固定；

步骤三：在工厂预制拉索上弦稳定索、中间撑杆、下弦承重索和双层压板式夹具节点，运到现场安装；预制完成后，根据图纸在索的交叉节点部位做好标记，方便安装双层压板式夹具；

步骤四：安装上弦稳定索；

步骤五：安装上弦稳定索的双层压板式夹具节点；

步骤六：安装中间撑杆和下弦承重索的双层压板式夹具节点；

步骤七：安装下弦承重索；

步骤八：施加预应力：待全部索体与双层压板式夹具节点安装完毕之后，准备对索体施加预应力；

步骤九：夹紧双层压板式夹具节点。

所述步骤一的具体步骤为：首先，将环形受压桁架划分成若干个规格完全相同的区段，每个区段主要由内环杆、上外环杆、下外环杆、竖杆、外斜杆、中部斜杆、耳板组成三角形截面立体桁架，在受压桁架区段上焊接耳板，然后，在每个区段边缘构件上预留出焊接接口，以方便现场拼接；加工完毕，通过卡车分段运往施工现场进行安装。