大跨度屋面张弦梁的制作方法

本实用新型涉及张弦梁结构技术领域，特别是涉及一种大跨度屋面张弦梁。

背景技术：

预应力张弦梁结构是一种上弦为刚性构件，下弦为柔性拉索，中间连以撑杆形成的组合结构体系，其结构组成是一种新型的自平衡体系，是一种大跨度空间结构体系。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势，便于制造、运输和施工，具有良好的应用前景。

传统的平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为直线型、拱形和人字形三种基本形状，适用跨度小，张弦梁构件的重量大，钢材的使用量大，安装难度大，施工效率低。目前的张弦梁施工，大多采用搭设高空支撑胎架，然后在胎架上进行拼装焊接，高空胎架的搭设会浪费大量的人力和物力，延长施工周期。

技术实现要素：

本实用新型提供一种结构简单，自重轻，受力体系稳定，施工便捷高效的大跨度屋面张弦梁。

解决的技术问题是：现有的张弦梁结构施工难度大，效率低，费时费力，自重较大，适用跨度有限。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型大跨度屋面张弦梁，包括支撑钢柱，支撑钢柱上平行排布的单元梁组和连接相邻单元梁组的连梁，每个单元梁组包括位于上方的两榀并列排布的弧形梁，每个弧形梁下方的拉索，弧形梁与拉索之间设置的立杆，以及连接相邻弧形梁之间的连梁，所述弧形梁为变截面箱型梁，由一组标准节和位于两端的端部节拼接组成，每个标准节的截面宽度一致，两端面的高度差不大于10-15cm。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述标准节的长度不大于16m。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述端部节包括与相邻标准节平滑过渡连接的主梁体和位于主梁体上方的悬挑梁，主梁体端头底部与支撑钢柱顶端固定连接，悬挑梁一端的上表面与主梁体上表面平滑过渡连接，另一端向外延伸形成悬挑端，悬挑端与主梁体端头之间铰接连接有斜撑杆。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，相邻两个弧形梁的所述端部节的主梁体之间还设置有连接桁架，所述连接桁架竖直设置，端头与主梁体和悬挑梁焊接固定。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述悬挑梁与主梁体端头之间还设置有连接立柱。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述斜撑杆与水平面的夹角为15-25°。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述主梁体底部设置有连接耳板，所述拉索两端通过固定索头与连接耳板固定连接。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述弧形梁两侧壁上对称设置有用于连接连梁的套管，连梁两端分别与相邻弧形梁上对应设置的套管承插连接，并通过螺栓固定，所述连梁与立杆一一对应设置。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述弧形梁底部间隔设置有用于与立杆顶端固定的立杆夹件，所述立杆夹件包括两个夹板，夹板为角钢，槽口向外相对设置，两夹板之间留有缝隙，夹板外侧对称设置有加劲板。

本实用新型大跨度屋面张弦梁，进一步的，所述立杆竖直设置、平行间隔分布，顶端设置有插接板，插接板插入所述立杆夹件的两个夹板之间的缝隙中，通过螺栓固定连接，底端通过索具与拉索连接。

本实用新型大跨度屋面张弦梁及其施工方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型大跨度屋面张弦梁结构简单，适用于跨度较大的屋顶钢结构施工，弧形梁采用变截面的箱型梁，造型更加多样，最大限度的减少了钢材的用量，在确保整体结构体系受力稳定的前提下，减轻了钢结构的自重，便于分段吊装和高空拼接，大大降低了施工难度，提高了施工效率。

下面结合附图对本实用新型的大跨度屋面张弦梁作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型大跨度屋面张弦梁的结构示意图；

图2为端部节的结构示意图；

图3为立杆顶端与弧形梁连接的连接节点示意图。

附图标记：

1-支撑钢柱；2-弧形梁；21-标准节；22-端部节；221-主梁体；222-悬挑梁；223-连接立柱；3-连梁；4-拉索；5-立杆；51-插接板；6-立杆夹件；61-夹板；62-加劲板；7-套管；8-斜撑杆；9-连接桁架。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型大跨度屋面张弦梁包括支撑钢柱1，支撑钢柱1上平行排布的单元梁组和连接相邻单元梁组的连梁3。

每个单元梁组包括位于上方的两榀并列排布的弧形梁2，每个弧形梁2下方的拉索4，弧形梁2与拉索4之间设置的立杆5，以及连接相邻弧形梁2之间的连梁3。

如图2所示，弧形梁2为变截面箱型梁，由一组标准节21和位于两端的端部节22焊接拼接组成，每个标准节21的截面宽度一致，两端面的高度差不大于10-15cm，每个标准节21的长度不大于16m，如图3所示，弧形梁2底部间隔设置有用于与立杆5顶端固定的立杆夹件6，立杆夹件6包括两个夹板61，夹板61为角钢，槽口向外相对设置，两夹板61之间留有缝隙，夹板61外侧对称设置有加劲板62，加劲板62竖直设置，与夹板61焊接固定；弧形梁2两侧壁上对称设置有用于连接连梁3的套管7；端部节22包括与相邻标准节21平滑过渡连接的主梁体221和位于主梁体221上方的悬挑梁222，主梁体221端头底部与支撑钢柱1顶端固定连接，主梁体221底部设置有连接耳板，悬挑梁222一端的上表面与主梁体221上表面平滑过渡连接，另一端向外延伸形成悬挑端，悬挑梁222与主梁体221端头之间设置有连接立柱223，悬挑梁222的悬挑端与主梁体221端头之间铰接连接有斜撑杆8，斜撑杆8与水平面的夹角为15-25°。

拉索4两端通过固定索头与端部节22下方的连接耳板固定连接。

立杆5竖直设置、平行分布，顶端设置有插接板51，插接板51插入立杆夹件6的两个夹板61之间的缝隙，通过螺栓固定连接，底端通过索具与拉索4连接。

连梁3两端分别与相邻弧形梁2侧壁上对应设置的套管7承插连接，并通过螺栓固定，连梁3与立杆5一一对应设置；相邻两个弧形梁2的端部节22的主梁体221端头之间还设置有连接桁架9，连接桁架9竖直设置，与主梁体221和悬挑梁222焊接固定。

本实用新型大跨度屋面张弦梁的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、根据施工设计要求，设置四周的支撑立柱；

步骤二、在待施工的单元梁组下方设置临时支撑架，并设置缆风绳固定；

步骤三、将端部节22或标准节21在地面胎架上进行分段预拼装，每一段的长度不大于30m；

步骤四、将拼装完成的弧形梁2分段吊装至高空，固定端的端部节22与支撑立柱焊接固定，另一端架设在临时支撑架上，与后吊升的相邻的弧形梁2焊接固定，滑动端的端部节22架设在临时支撑架上，形成稳定结构，完成第一榀弧形梁2的安装；

步骤五、重复步骤三和步骤四，完成第二榀弧形梁2的安装；

步骤六、连接两榀弧形梁2之间的连梁3，形成单元梁组，并设置连接桁架9和斜撑杆8；

步骤七、安装拉索4，同时对第一组单元梁组进行初张拉；

步骤八、重复步骤二至步骤步骤七，完成第二组单元梁组的安装，并在相邻的两组单元梁组之间设置连梁3；

步骤九、重复步骤二至步骤八，完成整体张弦梁结构的安装，然后按照从中间到两端对称进行整体的二次张拉和三次张拉，每次张拉分级进行，张拉过程中相邻两榀之间张拉荷载不相差10%，且保证张拉高差不超过6mm；

步骤十、张拉完成后安装结构两端连梁3，焊接完成，细部调整各榀索力，均满足设计要求后结束张拉，对滑动端节点进行打磨清理焊接。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。