[发明专利]一种张弦梁结构及其施工方法

说明书

本发明提供了一种张弦梁结构，包括：张弦梁一端设置的固定铰接支座(1)及张弦梁另一端设置的可变支座(2)，固定铰接支座(1)为其所在的一端在拼装时与下部支承结构可靠连接形成，可变支座(2)可改变约束方式，保证张弦梁在张拉阶段可沿水平向自动滑动，并且调整可变支座，使约束方式从自由滑动改为固定铰接完成张拉阶段。还提供了张弦梁结构施工方法，配合可改变约束方式的张弦梁支座和针对性的施工过程监控表格，张弦梁原位拼装和张拉的方案对施工场地占用小；张拉可分多级一次完成，张拉工装利用效率高，构件强度利用效率更高，有利于减小拉索和上弦等主要受力构件的截面，改进支座约束方式，做法简单，成本很低，带来很好的实用效果。

技术领域

本发明涉及建筑结构及施工领域，特别是涉及一种张弦梁结构及其施工方法。

背景技术

张弦梁结构包含上弦刚性构件、矢高方向的竖直撑杆和下弦柔性拉索，通过施加预应力使拉索张紧、结构整体具备一定的几何刚度，进而可以承担外加荷载。这种结构自重轻、承载力高、构件密度低，在体育馆、展览馆等大跨度建筑领域具有广泛的适用性。

张弦梁的受力形态可以分为张拉施工阶段(以下称张拉阶段)和张拉完成后的承受外加荷载阶段(以下称受荷阶段)。这两个阶段中，张拉施工方案、特别是张弦梁两端支座与下部支承结构之间的连接方式，对结构的几何形态和竖向刚度影响很大。通常有两种方案：

第一种方案：先在操作平台上将张弦梁拼装完毕并预张拉，使结构具备满足整体移动的刚度，然后将张弦梁整体吊装或滑移就位，两端支座与下部支承结构形成固定铰接，再进行补充张拉至预期索力。

第二种方案：高空原位拼装并实施张拉，张弦梁支座一端为固定铰接，另一端设成品滑动支座，使其可沿水平向自由滑动。滑动支座的允许滑动量满足结构两个阶段的最大变形需求。

第一种方案对张弦梁拼装和整体移动的场地要求高。整体吊装时需要至少两台大吨位吊车配合作业，滑移就位时滑道和牵引设施的设计、施工工程量大。张弦梁两端支座为固定铰接，补充张拉阶段一部分预应力被与支座相连的下部支承结构所抵消(对支承结构来说，也增加了不利的水平荷载)，必须施加更大的预应力才能得到预期的上弦起拱量和结构整体刚度，拉索设计截面也会因此增加。

第二种方案始终保持张弦梁的一端支座可滑动，与第一种方案相比，施加相同水平的预应力可得到更大的向上起拱量，但由于滑动支座释放了水平向约束，在受荷阶段结构的竖向挠度将更大，对控制变形不利。当下弦拉索出现平面外的微小偏转时，滑动支座无法约束拉索偏转引起的伸长趋势，使下弦存在平面外失稳的风险，需要增设垂直于张弦梁平面的稳定索。另外，由于张拉阶段和受荷阶段滑动支座的移动方向相反，成品滑动支座的预留滑动量很大，增加了产品设计难度和造价。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，对于下部支承结构为多跨框架或其他侧向刚度较大结构形式的张弦梁，提供一种新的张弦梁结构以及新的施工解决方案，在施加相同预应力的前提下，可以使张弦梁得到更大的起拱量，同时减少受荷状态的竖向挠度和支座水平位移，提高拉索预应力和截面构件的利用效率。

本发明的目的在于提供一种新的张弦梁结构，包括：

张弦梁一端设置的固定铰接支座(1)以及张弦梁另一端设置的可变支座(2)，所述固定铰接支座(1)为其所在的一端在拼装时与下部支承结构可靠连接形成，所述可变支座(2)可改变约束方式，保证所述张弦梁在张拉阶段可沿水平向自动滑动；拉张完成后，调整可变支座，使约束方式从自由滑动改为受荷阶段的固定铰接约束。

优选地，所述可变支座(2)包括：成品支座底板(21)、下部支承结构顶板(22)、实现可变支座(2)临时滑动的摩擦介质上层聚四氟乙烯板(23)和下层聚四氟乙烯板(24)、设置在上层聚四氟乙烯板(23)和下层聚四氟乙烯板(24)之间的润滑硅脂层(25)以及防转动临时支撑(26)，所述上层聚四氟乙烯板(23)和下层聚四氟乙烯板(24)设置在成品支座底板(21)和下部支承结构顶板(22)之间。