[发明专利]超大跨马鞍形柔性索网张拉成型施工方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种预应力空间结构施工方法，特别是一种索网结构施工方法。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，人们对于大跨度空间结构不断提出新的要求，这使得人们不得不创造出新的结构形式解决这种需要，具有造价低，受力合理、自重轻特点的空间结构随之产生。空间结构根据其刚度差异可以分为刚性空间结构、柔性空间结构。刚性空间结构主要包括网壳结构、立体桁架结构、折板结构等。这种结构本身具有良好的刚度，结构的形体由其本身的刚度形成。柔性空间结构主要包括悬索结构、膜结构等等，这类结构本身不具有刚度，其刚度是由于体系本身的预应力以及外荷载共同作用产生的。

在以上两种结构形式中，属于柔性空间结构的超大跨马鞍形柔性索网结构作为一种全新的空间整体张拉结构因其新颖的结构形式，美观的建筑造型的到了迅速的发展，是最具前途的结构形式之一。此类超大跨马鞍形柔性索网结构造型新颖、施工难度较大如何在施工阶段和使用阶段使其具有足够的安全度，始终是国内外学术界关心的问题。

张拉过程是超大跨马鞍形柔性索网结构施工的核心，传统的超大跨柔性索网结构施工需要搭设满堂红临时支撑到吊索成型标高位置，将吊索在临时支撑上展开，将吊索索头与吊索耳板连接安装后进行再张拉，该方法张拉施工周期长、需要安装大量脚手架，浪费人力物力以及成本，效率还不高，还没有相应的完整、安全、高效的适用于超大跨马鞍形柔性索网结构施工的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大跨马鞍形柔性索网张拉成型施工方法，要解决如何安全高效地实现超大跨马鞍形柔性索网结构施工的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超大跨马鞍形柔性索网张拉成型施工方法，具体步骤如下：

步骤一，采用有限元分析软件，建立结构整体计算模型，进行各施工阶段仿真分析，给出结构在各施工阶段的位形和应力。

步骤二，在四周主体结构施工完毕后，通过全站仪对所有吊索耳板的孔中心进行测量并取平均值，确定吊索耳板的径向施工偏差。

步骤三，在主体结构中间的地面上铺设环索，并在环索周围连接吊索，并将吊索的调节量调到最大，所述吊索围绕环索呈放射形均匀分布。

步骤四，将全部吊索分为第一组吊索和第二组吊索，所述第一组吊索和第二组吊索的单根吊索之间相互交替分布，且每组吊索均围绕环索对称均匀分布。

步骤五，将第一组吊索中单根吊索的吊索索头与提升装置连接，所述提升装置同时与吊索耳板连接，所述第一组吊索的吊索索头和吊索耳板一一对应。

步骤六，按阶段同步提升第一组吊索，直到第一组吊索张拉就位、并与吊索耳板安装固定。

步骤七，将提升装置与吊索耳板拆除。

步骤八，将第二组吊索单根吊索的吊索索头与提升装置连接，所述提升装置同时与吊索耳板连接，所述第二组吊索的吊索索头和吊索耳板一一对应。

步骤九，对第二组吊索进行提升，直到第二组吊索张拉就位、并与吊索耳板安装固定。

步骤十，将提升装置与吊索耳板拆除。

步骤十一，通过吊车将谷索和脊索吊装到位、并安装在环索和主体结构之间，所述谷索和脊索围绕环索呈放射性分布。

谷索和脊索安装完成之后，在谷索和脊索之间安装膜，所述膜围绕环索呈放射性分布。

所述第一组吊索的提升过程分为环索离地1米、环索离地10米、环索离地20米、环索离地30米、吊索索头距离吊索耳板2米以及第一组吊索最后张拉安装就位六个阶段。

所述第二组吊索的提升分为两个阶段，第一阶段是将第二组吊索的吊索索头距离吊索耳板0.02米处的状态，第二阶段是第二组吊索张拉安装就位的状态。

所述有限元分析软件为ANSYSY或Midas。

所述提升装置包括承力架和至少两个自爬升式千斤顶，每两个自爬升式千斤顶对称穿过承力架的两端，两根钢绞线穿过自爬升式千斤顶和承力架分别与两个可转动叉耳连接，所述可转动叉耳为U形结构，钳口部位对称夹持在吊索耳板的两端，并由销轴与吊索耳板铰接；所述承力架与吊索的吊索索头固定连接。

所述吊索通过环索索夹与环索连接。

所述吊耳耳板固定在主体结构的上边缘。

所述谷索通过谷索耳板与主体结构连接、通过环索索夹与环索连接，所述谷索耳板固定在主体结构的上部。

所述脊索通过脊索耳板与主体结构连接、通过环索索夹与环索连接，所述脊索耳板固定在主体结构的上部。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：