[发明专利]一种大跨空间弦支轮辐式桁架结构体系及施工方法

权利要求书

1.一种大跨空间弦支轮辐式桁架结构体系，其特征在于，包括穹顶部分，所述穹顶部分包括上部结构和下部结构；所述下部结构设置于所述上部结构的下方；

所述上部结构包括同心设置的中央环桁架、中部环桁架和外部环桁架以及沿辐射方向设置于所述中央环桁架和所述外部环桁架之间并贯穿所述中部环桁架的倒三角桁架和次桁架；

所述下部结构包括环向索、径向索、稳定索和撑杆；所述撑杆的顶端与所述上部结构相连接，所述环向索与多个所述撑杆的底端相连接；所述径向索一端与所述上部结构相连接，所述径向索另一端与所述撑杆的底端相连接，且所述径向索沿水平方向设置；所述稳定索设置于相邻的两个所述径向索的两端之间；

其中，所述中央环桁架包括中央上弦杆、中央下弦杆和多个中央腹杆；所述中央上弦杆和所述中央下弦杆为直径相同的环形结构，且所述中央上弦杆与所述中央下弦杆同轴心设置，所述多个中央腹杆设置于所述中央上弦杆与所述中央下弦杆之间；

和/或，所述中部环桁架包括中部外上弦杆、中部内上弦杆、中部下弦杆、中部腹杆和中部系杆；所述中部外上弦杆和所述中部内上弦杆同心设置，所述中部下弦杆设置于所述中部外上弦杆和所述中部内上弦杆之间的正下方；所述中部系杆设置于所述中部外上弦杆和所述中部内上弦杆之间；所述中部腹杆设置于所述中部外上弦杆与所述中部下弦杆之间以及所述中部内上弦杆与所述中部下弦杆之间；

和/或，所述外部环桁架包括外部外上弦杆、外部内上弦杆、外部外下弦杆、外部内下弦杆、外部腹杆和外部系杆；所述外部外上弦杆与所述外部内上弦杆同心设置，所述外部外下弦杆与所述外部内下弦杆同心设置，且所述外部外下弦杆设置于所述外部外上弦杆正下方，所述外部内下弦杆设置于所述外部内上弦杆正下方；所述外部系杆设置于所述外部外上弦杆和所述外部内上弦杆之间以及所述外部外下弦杆和所述外部内下弦杆之间；所述外部腹杆设置于所述外部外上弦杆和所述外部内下弦杆之间以及所述外部内上弦杆和所述外部外下弦杆之间；

和/或，所述倒三角桁架包括左上弦杆、右上弦杆、辐射下弦杆、辐射腹杆和辐射系杆；所述左上弦杆和所述右上弦杆沿所述穹顶部分的径向等高度设置，所述辐射下弦杆设置于所述左上弦杆和所述右上弦杆之间的正下方，所述辐射腹杆设置于所述左上弦杆和所述辐射下弦杆之间以及所述右上弦杆和所述辐射下弦杆之间；所述辐射系杆设置于所述左上弦杆和所述右上弦杆之间；

和/或，所述次桁架包括次珩上弦杆、次珩下弦杆和次珩腹杆；所述次珩下弦杆设置于所述次珩上弦杆正下方，所述次珩腹杆设置于所述次珩上弦杆和所述次珩下弦杆之间。

2.根据权利要求1所述的大跨空间弦支轮辐式桁架结构体系，其特征在于，还包括支撑部分，所述支撑部分设置于所述穹顶部分底部。

3.根据权利要求2所述的大跨空间弦支轮辐式桁架结构体系，其特征在于，所述支撑部分包括多个Y型格构柱；所述Y型格构柱顶部与所述外部环桁架相连接。

4.根据权利要求1所述的大跨空间弦支轮辐式桁架结构体系，其特征在于，所述多个中央腹杆呈多个V字型设置于所述中央上弦杆与所述中央下弦杆之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的大跨空间弦支轮辐式桁架结构体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：开挖场地，基础施工，安装首节柱，在结构体系中心位置安装中心临时支撑胎架，内环中心点支撑胎架采用装配式支撑架拼装，中心临时支撑胎架和内环中心点支撑胎架周围对称设置拉缆风绳；桁架跨中位置分段搭设临时支撑胎架；

第二步：预制加工厂加工钢结构，现场地面预拼装成为中央环桁架和单元主桁架，单元主桁架包括倒三角桁架和次桁架；中央环桁架于场内进行分段吊装；

第三步：分段吊装Y型格构柱和单元主桁架，将Y型格构柱、单元主桁架和中央环桁架搭接在一起组成滑移单元；每拼装好一个滑移单元后，采用液压同步推进装置，将钢构沿顺时针方向旋转滑移；

具体施工流程如下：

1.安装滑移临时结构，在拼装胎架上拼装第一个滑移单元，安装液压爬行器及滑移设备；液压爬行器安装在钢轨上，一端与滑移单元重物连接，另一端与钢轨连接，并利用液压系统的顶推力来推移重物；滑移设备包括滑移支座及胎架结构；滑移支座为屋盖与轨道连接结构，将荷载传递至轨道并用于与爬行器连接；胎架结构承受滑移过程中的中心环竖向力和摩擦力；

2.利用液压系统，将拼装完成的第一个滑移单元主桁架弧线向前滑移18度，停止滑移；

3.吊装第二段Y型格构柱，在拼装胎架上拼装第二个滑移单元；

4.重复前面的步骤，将所有的单元主桁架均滑移到位；

第四步：将倒三角桁架的辐射下弦杆与中央环桁架、中部环桁架和外部环桁架的交点作为径向索的锚固点，安装径向索；在径向索和环向索的交点处安装竖向撑杆，竖向撑杆上端支撑于倒三角桁架的辐射下弦杆与中央环桁架、中部环桁架和外部环桁架的交点处；

第五步：拆除中心临时支撑胎架和跨中临时支撑胎架；

第六步：索结构的张拉，采用环向索定长、分级分批张拉径向索的施工工艺，为保证索体的安装精度，保证在上部钢结构安装并焊接完成后索结构开始安装和张拉；调整结构内力分布，使上部结构和下部结构既能不影响各自的受力又能有机地结合，发挥有利的相互作用；内部装潢，投入使用。