[发明专利]一种三叉形或V形腹杆组合张弦结构施工方法

说明书

本发明提供一种三叉形或V形腹杆组合张弦结构施工张拉方法，包括如下步骤：第一步，钢拱的下表面焊接单连接板，腹杆的上端焊接一个双连接板，每组腹杆组合中的一个腹杆通过双连接板与单连接板铰接，腹杆的下端与拉索固结，剩余腹杆通过双连接板与单连接板接触连接，第二步，拉索张拉至设计拉力时，将左段索和右段索在张拉端固定，然后将接触连接的双连接板都和单连接板通过摩擦型高强螺栓连接。该方法中腹杆和拉索相交节点在张拉和使用阶段均固定，避免拉索节点在张拉时滑动、张拉后固定的张拉方式中节点摩擦力对张拉索力的影响，每段节点间拉索的张拉力易于精确控制。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种三叉形和V形腹杆大跨度预应力张弦结构的施工方法。

背景技术

张弦结构是一种由刚性构件、柔性拉索和腹杆组成的大跨度预应力自平衡结构体系，可以有效降低拱结构的内力峰值，提高其刚度和稳定性，减小水平支座反力，结构体系合理、力学性能优越。同时又能达到轻巧明快、简洁通透的建筑效果。因此，在桥梁、体育场馆、会展以及交通枢纽等大跨度和超大跨度建筑中得到了广泛的应用。

目前，大多数张弦结构的腹杆是单杆形式，在张拉过程中，腹杆上端和相应钢拱处通过开孔连接板用销轴铰接连接，腹杆下端和拉索固接，张拉至设计拉力时，将拉索在张拉端固定。这种单腹杆形式的张弦结构在张拉时，腹杆可以绕其顶端进行转动，施工较为方便，张拉技术比较成熟。V形和三叉形腹杆张弦结构的应用较少，是因为在张拉施工时多采用腹杆上端和钢拱铰接连接、拉索在腹杆汇交节点处滑动、张拉完毕后在节点处固定拉索的方式，该种施工方式存在如下缺点：腹杆组形成一个或多个三角形，结构受到自身约束，不能绕其顶端进行转动，索夹两侧拉索的不平衡张拉力增大会使拉索产生滑移，对索夹的孔道和拉索本身产生损伤，导致索夹的抗滑移性下降；在张拉时拉索和节点板可能存在摩擦力，从而不能有效控制每段节点间拉索的张拉力。当腹杆组数较多时，拉索和腹杆的汇交节点也较多，该缺点便会较为凸显，影响施工质量和结构在使用阶段的力学性能，而且索夹和索头的造价又会较大，不具有较好的经济性。

发明内容

针对上述张弦结构拉索施工张拉不便的问题，本发明提供了一种三叉形或V形腹杆张弦结构的新型施工张拉方法。

本发明包括下列步骤：

第一步，钢拱的下表面焊接多个单连接板，每个腹杆的上端均焊接一个双连接板，每组腹杆组合中的其中一个腹杆均通过双连接板与对应的单连接板铰接，所有腹杆的下端均与拉索固接，所述腹杆组合中的剩余腹杆均通过双连接板与单连接板接触连接，即单连接板和双连接板在拉索张拉时可以相对自由运动，二者在平面内不连接；

第二步，拉索张拉至设计拉力时，将拉索的左段索和右段索在张拉端固定，然后将接触连接的双连接板和单连接板通过摩擦型高强螺栓连接。

优选的，所述第一步中接触连接的方式为单连接板嵌入双连接板的两板之间。

优选的，所述第二步中拉索张拉方式为对左段索和右段索同时进行张拉或一端固定，另一端张拉。

优选的，所述腹杆组合为三叉形腹杆组合或V形腹杆组合。

优选的，所述第一步中，所述三叉形腹杆组合的中部腹杆通过双连接板与对应的单连接板铰接，中部腹杆的下端和拉索固接。

优选的，所述第一步中，所述V形腹杆组合的内侧腹杆通过双连接板与对应的单连接板铰接，内侧腹杆的下端和拉索固接。

优选的，所述拉索是内凹式或外凸式。

本发明的有益效果

在三叉形和V形腹杆张弦结构的张拉施工过程中，每组腹杆组合中仅有一根腹杆的上端和钢拱通过开孔连接板用销轴铰接连接，其余腹杆的上端和钢拱在平面内不连接，可以相对自由运动，张拉时整个腹杆组可以进行转动，这和单腹杆张弦结构的施工过程类似，张拉施工技术比较成熟，而且体系简单、受力明确、施工方便、成本较低。