一种长输低能耗热网专用大跨度抗倾覆钢桁架的制作方法

本发明属于钢桁架技术领域，特别涉及一种长输低能耗热网专用大跨度抗倾覆钢桁架。

背景技术：

钢桁架的结构计算主要涉及以下几方面内容：1、两端支架及基础的内力设计；2、桁架自身各杆件的内力计算；3、桁架挠度、位移计算；4、桁架抗倾覆验算；5、抗震防落梁设计。

前3个方面的设计根据实际的结构布置，依据现行的国家、地方及行业规范进行计算。

关于第4方面“桁架抗倾覆验算”，目前通常采取的方式为加强底部支座，以达到抵御倾覆力矩的能力。但是桁架跨度大了以后，由于桁架断面高度的增加，以及迎风面的增大，侧向风荷载的影响会越来越明显，特别是侧面安装了广告牌等封闭结构的桁架，风荷载作用下的抗倾覆设计更是成为了一个控制因素。此时若仍只是在支座处采取抗倾覆措施，对支座的抗倾覆能力将要求极高，甚至达到无法满足的地步。

关于第5方面“抗震防落梁设计”，在桁架结构领域，通常沿桁架侧向为在支座处设置钢筋混凝土挡块，沿桁架跨度方向采用防落梁装置，总体可靠度一般，特别是防落梁装置受力有限。

桁架作为一种自重轻、跨度大、造价低、施工简单、技术成熟的结构形式，它的应用有着广阔的天地，特别是在管道及桥架的大跨敷设上具体无可比拟的优越性。

但是，鉴于目前桁架在抗倾覆及防落梁设计上存在的局限性和不足，为满足日益增加的工程需要，一方面桁架跨度需要做得越来越大，另一方面由于美观等要求需安装广告牌等封闭结构，在现行相关国家、地方及行业规范的规定内，对桁架结构做出必要的改进，特别提出本专利。

该结构改变了传统的抗倾覆设计思路，主要从支座处采取抗倾覆措施，而是利用桁架上弦，设置侧向约束，一方面减小底部支座的受力，另一方面上弦在抗倾覆设计中作用比支座更明显、更有效，因为高度高，同样的抗侧能力能够提供更大的抗倾覆弯矩。

在解决抗倾覆设计的同时，利用结构本身，对桁架四个水平方向进行约束限位，以达到防落梁的抗震要求，一举两得，简单有效。

技术实现要素：

本发明提供一种长输低能耗热网专用大跨度抗倾覆钢桁架，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种长输低能耗热网专用大跨度抗倾覆钢桁架，包括位于地面11以下的两组钻孔灌注桩14，每组钻孔灌注桩14上均通过承台13支撑位于地面11上的支架7，两组支架7之间安装有位于上层的两根上弦杆1和分别对应于两根上弦杆1下层的下弦杆2，

所述支架7包括竖直设置的内侧纵支杆8和外侧纵支杆9，内侧纵支杆8和外侧纵支杆9之间通过若干根支撑横梁10连接，

所述上弦杆1的两端均设置有长于下弦杆2的上弦杆挑出段5，所述上弦杆1两端的上弦杆挑出段5插入其两侧支架7的内侧纵支杆8上，并通过支架顶限位挡块6限位固定；所述支架顶限位挡块6、内侧纵支杆8和上弦杆挑出段5之间均通过焊接或若干螺钉固定，具体地，上弦杆挑出段5穿过内侧纵支杆8，支架顶限位挡块6套设于上弦杆挑出段5的穿出端，螺钉依次穿过支架顶限位挡块6和内侧纵支杆8固定；

所述支架7的内侧纵支杆8上还安装有牛腿12，下弦杆2的两端通过牛腿12固定连接于内侧纵支杆8上，具体地，下弦杆2与牛腿12之间采用焊接或螺钉连接的方式固定，优选地，位于下弦杆2两端及位于下弦杆2两端的一根竖腹杆3和一根斜腹杆4插入牛腿12并焊接。

进一步的，上下对应的一组上弦杆1和下弦杆2之间设置有若干组竖腹杆3和斜腹杆4，所述竖腹杆3和斜腹杆4的两端均分别搭载于上弦杆1和下弦杆2上，所述竖腹杆3和斜腹杆4交替设置，所述竖腹杆3垂直于上弦杆1和下弦杆2，相邻的两根斜腹杆4与其之间的竖腹杆3交于一点，且相邻的一根竖腹杆3与斜腹杆4之间的夹角为30°-60°。

进一步的，两根上弦杆1之间设置有若干根上层水平支撑杆15和上层加强筋18，每根上层水平支撑杆15和上层加强筋18的两端分别搭设于两根上弦杆1上，上层水平支撑杆15和上层加强筋18交替设置且首尾相接，所述上层水平支撑杆15上安装有上层水平套筒17，所述上层水平套筒17的两端各连接一根上层水平套杆16的一端，所述上层水平套杆16的另一端搭设于上弦杆1上。

进一步的，所述上层加强筋18垂直于两根上弦杆1。

进一步的，位于同一个上层水平套筒17两端上层水平套杆16与上层水平支撑杆15相互垂直，且上层水平套筒17位于上层水平支撑杆15的中点上。

进一步的，两根上弦杆1的两端之间均通过两根边栏19连接，位于同一端的两根边栏19之间设置有若干根首尾相接的边栏加强筋20，每根边栏加强筋20的两端均搭载于位于同一端的两根边栏19上，相邻的两根边栏加强筋20之间的夹角为60°。

进一步的，两根下弦杆2之间设置有若干根下层水平支撑杆21和下层加强筋24，每根下层水平支撑杆21和下层加强筋24的两端分别搭设于两根下弦杆2上，下层水平支撑杆21和下层加强筋24交替设置且首尾相接，所述下层水平支撑杆21上安装有下层水平套筒23，所述下层水平套筒23的两端各连接一根下层水平套杆22的一端，所述下层水平套杆22的另一端搭设于下弦杆2上。

进一步的，所述下层加强筋24垂直于两根下弦杆2。

进一步的，位于同一个下层水平套筒23两端下层水平套杆22与下层水平支撑杆21相互垂直，且下层水平套筒23位于下层水平支撑杆21的中点上。

进一步的，所述支架7、承台13的材质为钢筋混凝土。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的抗倾覆能力得到大幅度提高，可以承受的侧向力及侧向倾覆力矩大幅增加，采用支架顶限位挡块来直接提供侧向力抵御抗倾覆力矩后，抗倾覆力臂为桁架全高，此时的抗倾覆效果是非常好的。从另一个角度说，就是可以使桁架的高度做得更高、跨度做得更大，而不会因为桁架抗倾覆能力有限而受到束缚，特别是侧面需安装广告牌等封闭结构时，效果更为明显。本发明中上弦杆的侧向约束来进行抗倾覆，较之在底部支座处采取抗倾覆措施，从受力角度而言，更合理、更有效、更可靠。本发明增加了桁架的抗震安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的局部结构示意图；

图3是本发明中上弦杆的结构示意图；

图4是本发明中下弦杆的结构示意图；

其中：1-上弦杆，2-下弦杆，3-竖腹杆，4-斜腹杆，5-上弦杆挑出段，6-支架顶限位挡块，7-支架，8-内侧纵支杆，9-外侧纵支杆，10-支撑横梁，11-地面，12-牛腿，13-承台，14-钻孔灌注桩，15-上层水平支撑杆，16-上层水平套杆，17-上层水平套筒，18-上层加强筋，19-边栏，20-边栏加强筋，21-下层水平支撑杆，22-下层水平套杆，23-下层水平套筒，24-下层加强筋。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-4所示，一种长输低能耗热网专用大跨度抗倾覆钢桁架，包括位于地面11以下的两组钻孔灌注桩14，每组钻孔灌注桩14上均通过承台13支撑位于地面11上的支架7，每组钻孔灌注桩14为两个，用于支撑承台13，两组支架7之间安装有位于上层的两根上弦杆1和分别对应于两根上弦杆1下层的下弦杆2，所述支架7包括竖直设置的内侧纵支杆8和外侧纵支杆9，内侧纵支杆8和外侧纵支杆9之间通过若干根支撑横梁10连接，所述上弦杆1的两端均设置有长于下弦杆2的上弦杆挑出段5，所述上弦杆1两端的上弦杆挑出段5插入其两侧支架7的内侧纵支杆8上，并通过支架顶限位挡块6限位固定；所述支架7的内侧纵支杆8上还安装有牛腿12，下弦杆2的两端通过牛腿12固定连接于内侧纵支杆8上。所述支架7、承台13的材质为钢筋混凝土。由于本发明提供的桁架稳固性强，故可以根据需要制备高度较高(支架7较高)，长度较长(上弦杆1和下弦杆2较长)的桁架，并且可以在外侧纵支杆9外侧，上弦杆1和下弦杆2之间搭载较大的广告牌。

上下对应的一组上弦杆1和下弦杆2之间设置有若干组竖腹杆3和斜腹杆4，所述竖腹杆3和斜腹杆4的两端均分别搭载于上弦杆1和下弦杆2上，所述竖腹杆3和斜腹杆4交替设置，所述竖腹杆3垂直于上弦杆1和下弦杆2，相邻的两根斜腹杆4与其之间的竖腹杆3交于一点，且相邻的一根竖腹杆3与斜腹杆4之间的夹角为30°-60°，优选地，相邻的一根竖腹杆3与斜腹杆4之间的夹角为30°，相邻的两根斜腹杆4之间的夹角为60°。

两根上弦杆1之间设置有若干根上层水平支撑杆15和上层加强筋18，每根上层水平支撑杆15和上层加强筋18的两端分别搭设于两根上弦杆1上，上层水平支撑杆15和上层加强筋18交替设置且首尾相接，所述上层水平支撑杆15上安装有上层水平套筒17，所述上层水平套筒17的两端各连接一根上层水平套杆16的一端，所述上层水平套杆16的另一端搭设于上弦杆1上。所述上层加强筋18垂直于两根上弦杆1。

位于同一个上层水平套筒17两端上层水平套杆16与上层水平支撑杆15相互垂直，且上层水平套筒17位于上层水平支撑杆15的中点上。

两根上弦杆1的两端之间均通过两根边栏19连接，位于同一端的两根边栏19之间设置有若干根首尾相接的边栏加强筋20，每根边栏加强筋20的两端均搭载于位于同一端的两根边栏19上，相邻的两根边栏加强筋20之间的夹角为60°。

两根下弦杆2之间设置有若干根下层水平支撑杆21和下层加强筋24，每根下层水平支撑杆21和下层加强筋24的两端分别搭设于两根下弦杆2上，下层水平支撑杆21和下层加强筋24交替设置且首尾相接，所述下层水平支撑杆21上安装有下层水平套筒23，所述下层水平套筒23的两端各连接一根下层水平套杆22的一端，所述下层水平套杆22的另一端搭设于下弦杆2上。所述下层加强筋24垂直于两根下弦杆2。

位于同一个下层水平套筒23两端下层水平套杆22与下层水平支撑杆21相互垂直，且下层水平套筒23位于下层水平支撑杆21的中点上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。