一种大跨度张拉钢结构及施工方法与流程

本发明涉及张拉钢安装施工，更具体地说，本发明为一种大跨度张拉钢结构及施工方法。

背景技术：

1、钢结构从起步到现在，短短几十年间，得到迅速的发展，而大跨度空间结构的发展也迎来一个又一个突破，大跨度空间结构的跨度大，既要求结构形式新颖，又要满足结构实际需要，为适应这种需要，大跨度张弦拱形钢结构应运而生，大跨度张弦拱形钢结构是由拉索和弦杆以及撑杆组成的新型自平衡体系，是一种大跨度空间结构混合体系，张弦拱形结构体系把钢弦杆和拉索刚柔两种材料的优势发挥到了极致，从而达到节省材料、降低工程成本的效果。

2、预应力张拉就是在构件中提前加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受压应力，进而使得其产生一定的形变，来应对结构本身所受到的荷载，包括构件自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等，目前的张拉钢结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢绞线，施加预拉应力，提高构件的抗弯能力和刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度。

3、但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如：现有的大跨度张拉钢在固定时，进行张拉过后，钢结构与钢结构之间的连接处比较薄弱，容易发生断裂松脱，同时对钢结构的预应力施加过程中，其预应力时无法精准调节的，导致钢结构在施加压力过程中，会存在预应力过大或预应力不足等情况，那种情况最后都会导致钢结构之间发生坍塌，松脱，进而影响钢结构整体稳定。

4、于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供大跨度张拉钢结构及施工方法，以期达到更具有实用性价值的目的。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种大跨度张拉钢结构及施工方法，通过设置了两个固定钢和固定钢绳索以及固定齿轮组件，利用其相配合，首先通过驱动电机带动驱动轴心进行旋转，接着通过驱动轴心带动驱动齿轮啮合旋转，并依次带动辅助轮和旋转齿进行旋转工作，从而对安装顶板进行带动其一侧的固定头进行旋转，从而使得固定头另一端的固定钢绳索在安装顶板的底端进行缠绕，从而对第一固定钢件和第二固定钢件之间进行预应力施加，以保证两个固定钢件之间的稳定性，同时可通过驱动电机精确值驱动齿轮的旋转齿数，以保证其固定钢绳索在施压中的预应力精确调节过程，进一步提升其装置的实用性，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大跨度张拉钢结构及施工方法，包括相互对称的第一固定钢件以及第二固定钢件，所述第一固定钢件和第二固定钢件的底端均镶嵌安装有安装结构，所述第一固定钢件和第二固定钢件的顶端面均嵌入安装有安装侧面板，所述安装侧面板的一侧镶嵌安装有固定钢绳索，所述第二固定钢件的顶端可拆卸套装有固定齿轮组件；

3、所述安装结构的一侧镶嵌安装有安装限位件，所述固定钢绳索的另一端一体形成有固定头，所述第二固定钢件的顶端面开设有固定转口，位于所述第二固定钢件顶端一侧的安装侧面板的内部面开设有圆形通孔。

4、在一个优选地实施方式中，所述固定齿轮组件包括固定支柱，所述固定支柱的顶端一侧镶嵌套装有安装侧板，所述安装侧板的另一侧镶嵌安装有驱动电机，所述驱动电机的底端固定连接有驱动轴心，所述驱动轴心的底端镶嵌安装有驱动齿轮。

5、在一个优选地实施方式中，所述驱动齿轮的底端镶嵌套接有固定轴心，所述第二固定钢件的顶端转动套装有连接圆柱，所述连接圆柱的表面固定套装有联动齿，所述联动齿的顶端可拆卸套装有辅助轮。

6、在一个优选地实施方式中，所述辅助轮的表面开设有固定嵌入套口，所述辅助轮的顶端镶嵌安装有固定套板，所述固定套板的底端固定安装有连接弧形板，所述连接圆柱的顶端面镶嵌安装有安装套板。

7、在一个优选地实施方式中，所述安装套板的一侧面开设有固定槽口，所述固定槽口的内部滑动套接有固定圆柱，所述固定圆柱的底端镶嵌安装有固定压板，所述第二固定钢件的顶端转动套装有安装顶板，所述安装顶板的表面镶嵌安装有旋转齿。

8、在一个优选地实施方式中，所述安装限位件包括固定夹板，所述固定夹板的侧面开设有安装槽口，所述固定夹板的另一侧开设有固定连通孔，所述固定夹板的左右两侧处面均镶嵌安装有安装套圈板。

9、在一个优选地实施方式中，所述安装套圈板的另一端镶嵌安装有连接柱体，所述连接柱体的另一端镶嵌安装有限位套圈，所述限位套圈的直径值与安装套圈板的直径值相互适配，所述安装套圈板和限位套圈均与固定钢绳索相互活动套装在一起。

10、在一个优选地实施方式中，所述驱动齿轮与固定嵌入套口的侧面啮合连接，所述联动齿的侧面啮合连接有旋转齿，所述辅助轮与联动齿中心处位于同一水平线之上。

11、在一个优选地实施方式中，s1、首先搭设支撑架，在主桁架的轴线位置、分段桁架单元的拼装接口处安装位于超大跨度张弦拱形钢结构中间位置的若干中间支撑架，在主桁架轴线位置、分段桁架单元的预应力索的连接节点处预设位于两个所述超大跨度张弦拱形钢结构两侧的边支撑架；

12、s2、接着安装受力索并进行张拉，在主桁架与相邻的次桁架形成稳定结构体系后，张拉所述受力索的预应力至预计值，达到后立即停止驱动，并对受力索进行缠绕固定，防止其发生跑偏；

13、s3、后期记录采用压力传感器测得的压力和采用全站仪测得的钢结构变形，以对结构施工期行为进行监测，并记录预应力钢索的张拉测量结果；

14、s4、安装工序完成后，需要拆除临时设置的支承柱，拆除的过程需要根据体系内力的相互作用，逐渐转移结构受力，使结构内力重新分布，当拆除所有的支承柱后，钢结构各部分的受力状况能够达到设计时的状态，并同时需要注意以下事项：拆撑引起的体系内力变化应该缓慢的进行；随着拆撑的进行，要即时对各受力杆件在弹性允许的范围内做微调整，跟进内力重新分布转化的过程，防止局部受力出现破坏性的累积，不能让构件发生永久性的形变甚至损坏；拆撑时要格外注意安全问题，选取安全、易控、可行的拆除方案，循序渐进，直至拆除最后一根支承柱，整个大跨钢结构进入设计状态；

15、s5、然后通过专业的探伤设备对钢结构各处进行检测，防止其表面在安装时产生裂缝和开裂情况，如发现探伤部位则进行红点标记，后续一一更维护，直至完成全部钢结构的探伤检查，确保所有钢结构的整体处于完整合格状态；

16、s6、最后对各连接部位进行仔细检查，确保钢结构连接点均处于受力和牢固连接状态，后期可对需要防水处的钢结构进行喷漆防护，最后完成对钢结构的跨度安装和固定。

17、本发明的技术效果和优点：

18、1、本发明通过设置了两个固定钢和固定钢绳索以及固定齿轮组件，利用其相配合，首先通过驱动电机带动驱动轴心进行旋转，接着通过驱动轴心带动驱动齿轮啮合旋转，并依次带动辅助轮和旋转齿进行旋转工作，从而对安装顶板进行带动其一侧的固定头进行旋转，从而使得固定头另一端的固定钢绳索在安装顶板的底端进行缠绕，从而对第一固定钢件和第二固定钢件之间进行预应力施加，以保证两个固定钢件之间的稳定性，同时可通过驱动电机精确值驱动齿轮的旋转齿数，以保证其固定钢绳索在施压中的预应力精确调节过程，进一步提升其装置的实用性；

19、2、本发明通过设置了驱动齿轮、联动齿以及辅助轮和旋转齿，利用所述辅助轮与联动齿中心处位于同一水平线之上，使得辅助轮与联动齿分别在和驱动齿轮以及旋转齿旋转接触时，能够保证其几者结构在旋转过程中的稳定性以及各结构间的贴合度，进一步保障装置之间的牢固度；

20、3、本发明通过设置了安装限位间，利用安装套圈板和限位套圈均与固定钢绳索相互活动套装，使得固定绳索在滑动收集过程中，能够保证固定钢绳索整体的稳定性，进一步提升其装置的实用性，以保证固定钢绳索在拉伸过程中不会被扯断，进一步保障其装置的安全性。