大跨度预应力张弦式管道试验与有限元分析
大跨度预应力张弦梁单榀整体吊装施工工法(2)
大跨度预应力张弦梁单榀整体吊装施工工法大跨度预应力张弦梁单榀整体吊装施工工法一、前言大跨度预应力张弦梁单榀整体吊装施工工法是一种应用于桥梁建设中的工艺，通过采用预应力张弦梁技术和整体吊装施工方式，实现较大跨度桥梁的快速建设和提高施工效率。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点大跨度预应力张弦梁单榀整体吊装施工工法的特点包括：1. 提高施工速度：采用整体吊装施工方式，有效缩短了施工周期，提高了施工效率。
2. 降低成本：通过工序的优化和施工周期的缩短，可以降低施工成本，节约人力和材料资源。
3. 提高质量：整体吊装施工方式可以保证梁体的整体性和一致性，避免了分段施工带来的接缝问题，提高了桥梁的使用寿命和结构安全性。
4. 适应各种地形条件：该工法适用于不同地形条件，包括平地、山区、水域等，灵活可变。
三、适应范围大跨度预应力张弦梁单榀整体吊装施工工法适用于大跨度桥梁的建设，特别适用于需要快速建设和具备较高标准的桥梁工程，如高速公路、大型铁路桥梁等。
四、工艺原理该工法的工艺原理主要涉及施工工法与实际工程之间的联系以及采取的技术措施。
工法的实质是将预应力张弦梁制作成整体单榀后，在现场通过吊装机械一次性将其起吊至设计位置，并与临时支座连接，最后进行预应力张紧，使其达到设计要求。
五、施工工艺施工工法主要包括以下几个阶段：1. 资料准备阶段：包括工艺流程图的编制，制定施工方案，准备工艺和质量控制技术文件等。
2. 材料准备阶段：采购预应力张弦梁、吊装机械、临时支座等材料和设备，并对其进行检验和质量控制。
3. 制梁准备阶段：按照设计要求进行预应力张弦梁的制作、浇筑混凝土、养护等工序。
4. 吊装准备阶段：对临时支座进行布置和安装，准备好吊装机械和辅助设备。
5. 吊装施工阶段：通过吊装机械将制作好的预应力张弦梁整体起吊至设计位置，并与临时支座连接。
大跨度预应力张弦桁架结构设计与施工要点分析
大跨度预应力张弦桁架结构设计与施工要点分析现如今，钢结构已经在建筑领域得到了广泛推广和应用，通过预应力技术，能够有效改善大跨度空间结构刚度，是一种新型的建设体系。
对此，本文首先对预应力大跨度空间钢结构进行了介绍，然后以大道速滑馆为研究对象，对大跨度预应力张弦桁架结构设计施工要点进行了详细探究，以期为类似工程提供借鉴。
标签：大跨度；张弦桁架结构；施工1、引言鋼结构自身稳定性较高，因此在建筑行业中，钢结构的使用十分普遍，钢结构未来的发展也会被人们所重视。
预应力大跨度空间钢结构的运用功能在房屋建设当中具有不可或缺的地位，因此对预应力大跨度空间钢结构施工要点进行详细探究具有十分重要的现实意义。
2、预应力大跨度空间钢结构概述现如今，在大型建筑工程施工中，预应力大跨度空间钢结构十分常见，具有承重性能强、刚度性能好、延伸性好、施工便捷等应用优势。
在以往大型建筑工程施工中，一般采用混凝土结构模式，但是，由于混凝土的结构模式采用单向板结构，因此，混凝土结构会随着空间的跨度增加而使楼板的厚度随之增加，而在工程计划中，所使用的钢筋数量无法满足厚度增加所带来的重量。
因此，在大型建筑工程施工中，可以应用预应力大跨度空间钢结构，这样不仅能够提高施工质量，而且还能够保证施工进度。
3、工程概况大道速滑馆钢主体结构形式为张弦桁架结构形式，张弦桁架与横向联系桁架组成屋盖钢结构系统。
建筑长度约为189.8m、宽度约为109.4m，高度最高为40.28m，最低为25.980m。
屋盖钢结构主要受力结构为张弦桁架通过支座落在混凝土柱顶上，桁架结构为倒置三角形桁架，张弦桁架最大跨度89.4m。
桁架节点一般采用相贯焊接节点、张弦桁架采用预应力索连接节形式。
根据钢结构设计图纸，山墙钢架由弦杆、横杆、撑杆及腹杆构成，钢材截面规格均为矩形管。
钢架与混凝土柱中预埋件焊接形式连接。
4、大跨度预应力张弦桁架结构设计与施工4.1钢结构吊装张弦桁架吊装方法：主桁架在场外指定区域地面胎架分成三段拼装，拼装好后搭设支撑架将三段桁架合拢成一整榀桁架，穿索张拉至50%，320吨履带吊（主臂工况）双机抬吊挪位安装。
大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究
大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究一、本文概述随着现代建筑技术的飞速发展，大跨度钢结构因其独特的结构形式和优越的受力性能，在桥梁、体育场馆、会展中心等大型公共建筑领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨大跨度钢结构的选型、设计分析以及关键节点的试验研究，旨在为相关领域的工程实践提供理论支持和技术指导。
文章将系统介绍大跨度钢结构的常见类型及其特点，包括悬索结构、斜拉结构、拱桥结构等，并对不同结构类型的适用性进行评述。
随后，本文将深入阐述大跨度钢结构的设计原则和方法，包括静力分析、动力分析、稳定性分析等，以确保结构的安全性和经济性。
在此基础上，文章将重点关注大跨度钢结构中的关键节点设计，包括节点的选型、受力性能分析以及细部构造设计等。
通过节点试验研究，探讨关键节点在不同受力状态下的性能表现，为节点的优化设计提供依据。
本文将总结大跨度钢结构选型、设计分析及关键节点试验研究的成果和经验，指出目前存在的问题和不足，并展望未来的研究方向和发展趋势。
通过本文的研究，旨在推动大跨度钢结构技术的创新与发展，为相关领域的工程实践提供更为科学、合理的解决方案。
二、大跨度钢结构选型研究大跨度钢结构选型是钢结构设计的核心环节，其选型合理性直接关系到结构的稳定性、经济性以及施工的可行性。
在大跨度钢结构选型研究过程中，需要综合考虑结构跨度、荷载条件、材料性能、施工技术以及美学要求等多方面因素。
根据结构跨度和荷载条件，进行初步的结构形式选择。
对于超大跨度结构，悬索结构、斜拉结构以及空间网格结构等轻型结构往往具有更好的受力性能和经济效益。
而对于中等跨度结构，钢桁架、钢拱桥等传统钢结构形式则可能更为适用。
材料性能也是选型研究中的重要考量因素。
高强度钢材和新型防腐材料的出现，为大跨度钢结构的设计提供了更多可能性。
例如，采用高强度钢材可以有效减轻结构自重，提高结构性能；而新型防腐材料则可以延长结构使用寿命，降低维护成本。
施工技术的可行性也是选型研究中不可忽视的因素。
大跨度弦支穹顶预应力拉索施工要求方案
安
装
径
向
钢
步骤二：撑杆下节
拉
点安装
杆
东南大学土木工程学院东南施大学工土木研工究程学所院施工研究所南京南东京大东大现现代代预应力工程公司 预应力工程公司
16
弦支穹顶撑杆吊装
弦支穹顶环索吊装
弦支穹顶环索在楼面放索
弦支穹顶径向索、环向索安装完成
二、拉索施工的创新
东南大学土木工程学院东南施大学工土木研工究程学所院施工研究所南京南东京大东大现现代代预应力工程公司 预应力工程公司
21
1 选择36根径向索同步张拉
（1）弦支穹顶体系中的径向索、环索及撑杆为一有机整体， 索力与撑杆轴力是密切相关的，相互影响、互为依托。因此拉索
张拉方法有：撑杆调节法、环向索张拉法和径向索张拉法。
武汉体育馆
常州体育馆
济南体育馆
（2）经反复对比，济南奥体中心体育馆采用36根径向索同步 张拉技术。
东南大学土木工程学院东南施大学工土木研工究程学所院施工研究所南京南东京大东大现现代代预应力工程公司 预应力工程公司
29
现场采用发明的张拉设备
现场张拉施工图片
3 创新实施三大调整技术
（1）制索的大容差技术 由于索体制造、网壳节点安装误差的存在，施工过程中的 环索索长和径向刚拉杆长度与设计图尺寸有差异，在环索索头 以及径向拉杆的设计过程中设置了比较大的调节余量，以便根 据实际长度对索长进行调整； （2）虚实结合技术(找力找形结合技术） 张拉方案的确定采用虚拟张拉计算，确定理论施工张拉力 以及张拉时撑杆偏摆量。实际拉索安装和张拉时，在计算分析 的基础上，对拉索进行预紧，施工过程控制和目标控制；对撑 杆垂直度，利用挂垂线测量法进行过程和目标控制。
张弦梁结构的探讨
张弦梁结构的探讨下面是本店铺给大家带来关于张弦梁结构的相关内容，以供参考。
0引言张弦梁结构最早是由日本大学M.Saitoh教授提出，是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。
张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种新型自平衡体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。
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，并且制造、运输、施工简捷方便，因此具有良好的应用前景。
本文就张弦梁结构的分类，受力机理，张弦梁结构的找形分析，用有限元分析总结了撑杆数目、垂跨比、高跨比、拱的惯性矩、弦的预应力等对张弦梁结构的受力性能的影响，以及结构的稳定性分析。
1、张弦梁结构的受力机理和分类1.1、张弦梁结构的受力机理目前，普遍认为张弦梁结构的受力机理为通过在下弦拉索中施加预应力使上弦压弯构件产生反挠度，结构在荷载作用下的最终挠度得以减少，而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支撑，改善结构的受力性能。
一般上弦的压弯构件采用拱梁或桁架拱，在荷载作用下拱的水平推力由下弦的抗拉构件承受，减轻拱对支座产生的负担，减少滑动支座的水平位移。
由此可见，张弦梁结构可充分发挥高强索的强抗拉性能改善整体结构受力性能，使压弯构件和抗拉构件取长补短，协同工作，达到自平衡，充分发挥了每种结构材料的作用。
所以，张弦梁结构在充分发挥索的受拉性能的同时，由于具有抗压抗弯能力的桁架或拱而使体系的刚度和稳定性大为加强。
并且由于张弦梁结构是一种自平衡体系，使得支撑结构的受力大为减少。
如果在施工过程中适当的分级施加预拉力和分级加载，将有可能使得张弦梁结构对支撑结构的作用力减少的最小限度。
1.2、张弦梁结构的分类张弦梁结构按受力特点可以分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。
平面张弦梁结构是指其结构构件位于同一平面内，且以平面内受力为主的张弦梁结构。
平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为三种基本形式：直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字型张弦梁结构，。
大型预应力渡槽有限元分析与试验验证
以上 实测洪水资料 ， 频率计算 ， 进行 推 水利规划 去设 计实施 跨河 、 跨湖 、 跨水 内容 的同时 ， 加强其多 专业 、 多单位 的
求设计 流量及设计 洪水位 。 目前水文 库建 设项 目， 不会 对河 道 、 泊 、 才 湖 水 联合论证评 价 ，达 到对建设 项 目在评
业主不利。
究， 掌握 其发 展方 向 ， 因势 利导 ， 为水 使 评价方有 足够 的时间对建设项 目进
三、 防洪评价 中的几点建议
１ 加 快 制 定 流 域 、 道 水 利 规 划 、 河 编 制 工 作
利工程 和其他建设项 目 服务 。
向联 合
行 实质性 的论证 ，有 利于建设项 目在
长度 为 ３ ９ ｍ。渡槽设计 过流量为 ９ ｍ／， ６０ ０ ３ 槽壳 内径 ７ ｓ ｍ，
无粘结预应力 ， 向采用单端张拉 的后张有粘结预应力。 纵 为验证 设计 、 完善施工工艺 ， 工程施工现场按 １： 在 １比 尺进行 了预应力 渡槽 的结构 和生产性试验 ， 试验不仅模 拟了 全 部施 工工艺过程 ，而且依照设计要求进行 了充水试验 ， 试
资料 不能共享 ，给水文分析计 算带来 库今后的治理产生较大影响 ， 才能使建 价深度和运用上有较好的效果 。
诸多不便 ， 防洪评 价计算周 期增加 ， 设项 目与水利规划相得益彰 ， 使 相互适合。
４ 实现 各领 域 的 资 源共 享 、
工作效率 降低 。
５ 建设项 目与防洪评价 不同步 、
被评 价的建设项 目方案不符 合水利规 建水利 枢纽 工程 中 ，都是一 项十分重
对跨 河 、跨 湖 、跨水库 等建设项
划 的要求 或对 水 利工 程设施 有影 响 ， 要 的工作 。建议水 利主管部 门积极开 目，建议业 主积极 与相关水利 主管部 将造成建设 项 目的设 计方案修 改及工 展此项工作 ，特别对 具有较 强冲击力 门配合 ，使 建设项 目从前期 （ 可研 阶 工作 开 始 ， 与评 价单 位 同步 进行 ， 期安排 留有补偿 的时间较少 ，这样对 的 山区河道 ，应先期 开展河 势规划研 段 ）
大跨度预应力钢结构设计中的相关问题
改善了单层网壳的稳 定性能，提高了单层 网壳的面外刚度，降 低对边界条件的要求； 与索穹顶结构相比， 降低设计和施工的难 度。
可采用整体牵引提升方法进行 安装，包括低空组装、空中牵 引提升和高空张拉成型三阶段。
鄂尔多斯伊金霍洛旗 索穹顶结构‒‒直径71.2m
两类结构比较
索穹顶整体牵引提升方法
低空组装、空中牵引提升、高空张拉成型
M T cos h 0.5 p lx x 2 T cos h M
由于张弦梁结构中通常只布置竖向撑杆，且拉 索不能承受剪力，因此整体剪力由拱的剪力和 索拉力及拱压力的竖向分量组成。
隔离体
模型1——曲梁
模型2中，由于拉索的存在，拱跨 中挠度和支座水平位移均远小于 模型1；模型1的曲梁轴力很小而 弯矩很大；模型2的拱轴力远大于 模型1，但跨中弯矩和剪力均较小。
预应力取值方法
索内张力表示为： T Te Tp Ta T0 Ta 结构自重引起的索拉力：Te M 0 / h
预应力钢结构的预应力损失一般为10%15%，则 T0 (1.1~1.15) Te 。 广州会展张弦梁单榀自重135t，跨度126.6m，跨中力臂 h 13m ，则
模型2 预应力态 410.4 138.6 200 工作态 250.9 96.7 344.2
拱下弦最大轴力 拱下弦最小轴力 索 拉 力
2. 斜撑杆的影响
模型1
模型2
模型3
模型 模型1 模型2 模型3 模型4 水平位移/mm 95.3 87.6 87.3 60.0 挠度/mm 125.9 111.8 111.6 83.1
——各撑杆受力相差不大，所起的弹性支撑作用大致相当，因此拱弯矩分布较 均匀;
单向张弦梁结构的静力及动力性能分析
单向张弦梁结构的静力及动力性能分析摘要：本文采用ANSYS 有限元分析程序对单向张弦梁结构进行分析，系统的研究了撑杆数目、预应力、高跨比、垂跨比等参数对张弦梁结构位移及内力的影响，同时分析了各个参数对张弦梁结构自振特性等动力性能的影响。
关键字：张弦梁；静力及动力性能；有限元分析一、引言张弦梁结构（BBS）是将刚性构件（梁、拱活桁架）和柔性构件（预应力拉索）用撑杆连接起来的一种新型的大跨度预应力空间结构形式，具有体系简单、受力明确、充分发挥了刚柔两种材料的优势等优点，近些年来的应用越来越广泛。
本文着重进行了撑杆数目、预应力大小、高跨比、垂跨比等参数对张弦梁结构内力及位移的影响，同时分析了各个参数对张弦梁结构自振特性等动力性能的影响。
二、各个参数张弦梁结构静力性能的影响本文采用通用有限元分析软件ANSYS 对张弦梁结构进行分析，上弦梁采用beam44 单元模拟，下弦拉索采用只能受拉不能受压的link10 单元模拟，中间撑杆采用link8 单元，张弦梁的基本模型如图2-1 所示。
由于竖向撑杆对上弦梁起到弹性支撑作用，撑杆数量越多，使得结构上弦梁与预应力拉索之间的相互牵制增大。
从图2-2 中可以看出有无撑杆对张弦梁结构的竖向挠度影响巨大，张弦梁在没有撑杆的情况下刚度很小；随着撑杆数目的增加，张弦梁跨中竖向挠度变化很小，说明撑杆数目多到一定程度对结构挠度的影响比较小。
图2-3 和图2-4 说明增加撑杆数目能显著的降低撑杆轴力和上弦梁的弯矩，但当撑杆数目增加到一定程度后对上弦梁弯矩的影响减小。
图2-5 说明撑杆数量对梁拱轴向应力的影响不大。
综合起来，建议工程设计中撑杆数量不需设置太多，撑杆超出一定的数量对结构受力性能没有太大提高，反而会增加造价，造成浪费。
2.预应力大小的影响在张弦梁下弦拉索中施加初始预应力对结构有着很重要的影响，预应力拉索使撑杆产生向上的分力，从而可以降低上弦的内力，减小结构的变形，改善结构的受力性能，此外预应力的施加能够增加结构的整体稳定性。
大跨钢结构施工力学研究发展现状
大跨钢结构施工力学研究发展现状大跨钢结构施工过程的复杂性决定了施工力学分析的必要性。
我们系统地梳理了施工模拟普遍遇到的难点，以及当前的解决方法，指出了尚需研究的若干问题。
近些年随着经济水平的发展，建筑形式呈现出多样化的发展趋势，为了追求强烈的建筑效果，以及实现一些特殊的建筑功能，愈来愈多的建筑突破原有模式而日趋复杂，这对结构施工与跟踪模拟带来挑战。
在施工过程中，空间结构从无到有、从单根杆件到局部成形再到完整结构，整个体系的形态、荷载、边界条件不断变化，呈现出结构时变、材料时变和边界时变的特性，其“路径”和“时间”效应直接影响施工阶段及使用阶段结构的受力性能。
大跨钢结构施工过程的时变性要求设计者不但要考虑设计结构本身，同时需要研究不同施工阶段内力与变形的相互影响，对施工过程中结构及工程介质的分析，形成了与工程建设密切相关的新的工程力学学科分支——施工力学。
施工力学是力学理论与土木工程学科相结合的产物，研究的对象为施工过程中不断变化的结构系统，包括结构内部参数(如几何形状、物理特性、边界状态等)以及外部参数(如施加的荷载、环境温度)，因此施工力学是以物性为基础，耦合了时间与空间的多维力学问题。
大跨钢结构施工分析必要性与目标随着经济的发展，工程建设进一步向大型化、复杂化发展，建成了一批体型复杂的大跨钢结构或混合结构，如中央电视台新台址主楼、西班牙马德里“欧洲之门”双斜塔、浦东机场航站楼、国家大剧院、国家体育场鸟巢等。
这些复杂建筑的几何、材料和边界等条件在施工过程中往往存在着剧烈的变化，竣工时荷载作用下所产生的内力和变形由各施工步效应依次累积而成，其最终的大小与分布规律与实际施工过程密切相关。
同时，在结构建造的某些阶段，需要增加支持体系与可变结构组成一个共同工作的系统，这时支持系统的支撑与拆卸影响到整个结构的作用效应，因此若不考虑施工过程的影响而采用一次成形的设计方法，就会与实际情况产生差别，对大型复杂结构而言尤为明显，可能会在施工过程中由于部分结构强度破坏、刚度退化或稳定性失效造成整个结构的坍塌，也可能会使竣工状态下的结构内力或变形未达到设计状态的合理要求，而造成较低的安全储备。
100m跨预应力张弦式管道优化设计研究
文 章 编 号 ：１ ９ ６ｏ （ ３）３ ０ １ ０ ０ — ４ｘ ｍ ７ｏ — ０７— ９ ０
Ｏｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｄ ｓｇ ｆ ａ １ ０ ｍ － ｐａ ｒ ｓｒ ｓ ｅ ｅ ｍ ｔ ｉ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｅ ｉ ｎ ｏ ０ ｓ ｎ ｐ ｅ ｔ ｅ ｓ ｄ ｂ ａ ｓ ｒ ｎｇ ｐｉ ｅ
并 分 析 了不 同支 承 条 件 下 该 结 构 的非 线 性 稳 定 性 ． 以优 化后 的 设 计 方 案 为 原 型 ， 过 １：１ 尺 模 型 的 预 应 力 通 ５缩 张 拉 与 加 载 试 验 ， 一 步研 究 了 张 弦 式 管 道 的 全 过 程 受 力 性 能 ． 果 表 明 ， 跨 荷 载 工 况 在 张 弦 式 管 道 设 计 中 进 结 半 起 控 制 作 用 ； 弦 式 管 道 对 平 面 外 的 几 何 缺 陷 较 为 敏 感 ， 过 合 理 设 置 侧 向斜 撑 可 以保 证 结 构 的 平 面 外 稳 定 张 通
刘 晟 ，薛伟 辰 ，卫 丹 ，王 恒栋
（ ．同济 大 学 土 木 工 程 学 院 ，上 海 Ｉ ２ ０ ９ ； ．上 海 市 政 工 程 设 计 研 究 总 院 ，上 海 ００２ ２ ２０ ９ ） ０ ０ ２
摘 要 ： １０ｍ跨 预应 力张弦式管道的矢跨 比、 比及 上 、 弦截面等设 计参数 进行 了有限元分 析与 优化 ， 对 ０ 垂跨 下
Ｅｎ ｉｅｒ ｇ Ｄｅｉｎ Ｉｓｉ ｔ ，Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ９ ｇｎ ｅｉ ｓ ｎ ｔｕｅ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２，Ｃ ｉａ） ｎ ｇ ｔ ｈｎ
Ａｂ ｔａｃ ： Ｔ ｅ ｒｓ —ｏ ｓ ａ ａｉ ｓｒ ｔ ｈ ｉｅ ｔ —ｐ ｎ ｒｔｏ，ｒ ｇ ｔ —ｐ ｎ ｒ ｔ ａ —ｏ ｓ ａ ａｉ ｏ，ｂ ａ ｃｏ ｓ ｓ ｃｉｎ ａ ｄ ａ ｅ ｆｔ ｅ ｃ ｂ ｅ ｆａ ｌ Ｏｍ—ｐ ｎ ｂ ａ ｅ ｍ ｒ ｓ —ｅ ｔ ｎ ｒａ ｏ ｈ ａ ｌｓ ｏ Ｏ ｏ ｓ ａ ｅ ｍ ｓｒｎ ｉ ｅ ａ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｐ ｉ ｚ ｄ ｂ ｓｎ ＥＭ ， ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｓａ ｉｉ ｏ ｈ ｓ ｓｒ ｃｕ ｅ ｎ ｅ ｉｆｒ ｎ ｔｉｇ ｐ ｐ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｄ ｏ ｔｍｉｅ ｙ ｕ ｉ ｇ Ｆ ｎ ｈ ｏ ｌｎ ａ ｔｂ ｌｔ ｆ ｔ ｉ ｔｕ ｔ ｒ ｕ ｄ ｒ ｄ ｆｅｅ ｔ ｙ
大跨度张弦梁施工过程仿真模拟及监测施工工法（王彦宏张建奇、王勇、何智军）
大跨度张弦梁施工过程仿真模拟及监测施工工法（王彦宏张建奇、王勇、何智军）大跨度张弦梁施工过程仿真模拟及监测施工工法工法类别：房屋建筑工程专业分类：钢结构工程编制：XXXX集团有限责任公司日期： 2017年10月目录1、前言 (1)2、工法特点 (1)3、适用范围 (2)4、工艺原理 (2)5、工艺流程 (2)6、操作要点 (2)7、材料及设备 (9)8、质量控制 (9)9、安全措施 (10)10、环保措施 (10)11、效益分析 (11)12、应用实例 (12)大跨度张弦梁施工过程仿真模拟及监测施工工法王经理张X X 王经理何经理1、前言面对现阶段经济社会物质越来越发达，人民对精神生活的需求越来越大，随之而来的是体育运动及休闲娱乐的发展空前高涨，而这些娱乐休闲健身场所的建设跨度也越来越大，相应的建设大跨度空间结构体系的休闲场馆成了当前社会的必然，如大型体育场馆、展览会堂、影剧院等。
大跨度建筑结构屋面系统经常采用预应力张弦梁结构体系。
大跨度预应力张弦梁结构是一种新型大跨度空间自平衡结构体系，主要由上弦抗弯构件（刚性梁、拱或桁架）和下弦钢拉索（柔性索）以及两者中间连接的钢撑杆构件组成。
预应力张弦梁结构体系受力特点在于引入了预应力高强钢拉索，钢拉索索体强度通常可达到1670兆帕，通过对柔性下弦拉索构件施加拉应力，使上弦构件产生反挠度，中间竖直撑杆对上弦构件提供弹性支撑，显著改善张弦梁结构整体受力性能和有效控制结构状态、减小结构挠度。
在张弦梁安装过程中，首先要解决的是张弦梁张拉前上弦的下挠，其次是张拉过程中柔性索预应力的张拉质量，最后是张拉过程对联系构件的影响，张拉过程易发生张拉力达不到设计要求，或拉力过大而超张拉，影响结构的质量。
XXX体育馆张弦梁钢屋盖安装工程，主梁跨度42米，施工高度22米，采用弓式张弦梁结构体系。
弓式张弦梁结构属于预应力钢结构的一种，采用了钢索等高强材料，受力合理，体量轻盈，单榀张弦梁总重9.8吨。
大跨度张弦式管梁研究
仍很不成熟。国内外对预应力张弦梁极限承载力
的研究 还是 空 白 ，也 未制 订预应 力 张弦梁 结构 的
设计规范。而国内外关于大跨度预应力张弦式管 梁 的研究则更少 ，文献Ｌ ｏ 对预应力张弦式输水管
道 的受 力特 点 和设 计方 法进 行 了初 步的探 讨 ，未
为运输管道， 便成为管道跨越江河或沟堑等障碍的
一
元分析［ ７ 】 。 ２研 究意义
本文的研究以拟建于中国华东地区的某１ ０ ０ ｍ
种新型结构形式 一 大跨度预应力张弦式管梁。 与 目前应用较多的张弦梁屋盖相比，大跨度
预应力张弦式管梁在结构形式与荷载工况等方面
本文荣获第四届欧维姆优秀 预应力论文—等奖 原载Ａ ｓ 旺，
的非 对 称荷 载作 用 。 预 应力 张弦梁 结构 体 系研 究 是 当前 国内外预 应力 空 间钢 结构 领 域 的 一个 前 沿课 题 ， 目前
Ｂ Ｓ Ｓ ） 是一种用受压腹杆将上弦压弯构件和下弦 受拉构件组合 在一起而形成 的 自 平衡体系 Ｊ ，
该体系由日本Ｎ ｉ ｈ ｏ ｎ 大学的Ｍ ａ ｓ ａ ｏ Ｓ ａ ｉ ｔ ｏ ｈ 教授于１ ９ ８ ４
初 始应 变 的方法 来模 拟预应 力 的作用 。
（ ２ ） 撤除 （ １ ）中施加的两对等值反向的力 并激活下弦钢索靠近支座的两个单元 。 张弦梁结构体系中，下弦钢索的预应力张拉 对结构成型后的变形和内力起到控制作用 川 ， 因此很有必要对张弦式管梁下弦钢索的预应力进 行优化 ，以改善结构的受力性能 。本文建议采取 以控制张弦式管梁在恒载和预应力共同作用下的 挠度作为预应力优化设计 的原则。
大跨空间钢结构预应力施工成套技术
大跨度预应力钢结构杂交结构及张力结构成套技术一杂交结构杂交结构是由索杆系和刚构杂交而成的大跨空间预应力钢结构类型，其典型结构形式有张弦结构、斜拉结构和弦支穹顶等。
由于各结构形式中索、杆和刚构的构成( 见表1)及力学性能等不同，因此各结构形式的拉索预应力施工技术也有所不同。
表1 典型杂交结构的构成典型结构形式索杆/ 柱刚构张弦结构下弦索撑杆梁、桁架、网壳斜拉结构前索、背索桅杆、塔柱梁、桁架、网壳弦支穹顶环索、斜索撑杆网壳1. 张弦结构张弦结构中的下弦索和撑杆为上弦刚构提供了弹性下支撑点，平衡刚构的侧推力。
张弦结构整体具有桁架的力学特性，其中预应力可调控结构内力和形状。
由于存在稳定的上弦刚构，因此拉索不是张弦结构的必要构件。
1.1 张弦结构拉索的安装难点根据张弦结构的力学特性，下弦索各索段的索力较为均匀，因此一般情况下，拉索连续贯通撑杆下端的索夹。
下弦索的空间姿态为平索，抗弯刚度小，将其从地面或拼装平台上提升至空中设计位置，是其安装难点之一。
另外，平索安装时大垂度的悬链线，索体对索头已有一定的水平拉力，难以将索头与结构节点连接，并且与张拉成型后的设计线形差异很大，这也是平索安装的难点之一。
1.2 张弦结构拉索的安装工艺为便于将拉索的索头与端部节点、索体与撑杆下端索夹分别连接，可采用“两端牵引、多点提升”的安装方法，从而减小拉索安装时的索端牵引力，易于调整拉索安装的空中姿态。
具体方法：1)在钢构上安装若干提升装置( 如电动环链葫芦、倒链等)，将索头与端部节点连接，并适当放长，然后将索体跨中与中间撑杆索夹连接，然后再将索体与其他索夹连接。
在两端索头和索体中部设置提升点，利用提升装置将拉索从地面或支架平台上向上提升。
2) 在索头设置临时牵引索，利用小吨位牵引装置( 如前卡千斤顶、卷扬机等) 两端牵引，将索头逐渐牵引向连接节点，用牵引力克服索中拉力，直至索头与结构节点连接。
3) 提升时不仅在两端索头上设置提升点，且在索体上也设置提升点，即多点提升，可大大减小牵引力，控制索头距离和索体在空中的线形。
大跨度预应力张弦梁施工控制技术研究
大跨度预应力张弦梁施工控制技术研究摘要：预应力技术是一门古老的工艺,很多世纪以前就在人们的生活中得到了广泛的应用。
如撑伞和锚定帐篷时所采用的预张拉、木桶制造过程中“套箍”工序建立的预加压等。
张弦梁结构是由刚性构件、柔性构件以及中间连以撑杆组成的一种新兴的空间结构形式。
它通过几根受压杆( 撑杆) 将压弯构件( 梁、拱、桁架等)和受拉构件( 钢索) 连接到一起，同时对索预加一定的拉力，预先使结构产生一定的反拱，待屋面荷载产生后，使结构基本恢复初始形状的一种预应力空间结构。
张弦梁结构最大的优点就是可以施加预应力以产生反拱，使结构的最终挠度大大减小。
关键词：预应力；张弦梁施工；控制技术现代预应力结构是利用高性能材料、现代设计理论和先进施工工艺进行设计、建造的高效结构。
与非预应力结构相比,预应力结构不仅具有跨越能力大、受力性能好、使用性能优越、耐久性高、轻巧美观等优点,而且具有经济、节能的效果。
对钢筋混凝上结构施加预应力,可以降低结构在使用状态下的截面应力峰值,使结构不开裂或减小裂缝宽度,并由于预应力反拱而降低结构的变形,从而改善结构的使用性能,提高结构的耐久性。
此外,预应力钢筋混凝土结构相对于普通钢筋混凝土结构还具有自重小、跨越能力大、裂缝闭合性能与变形恢复性能好、抗剪承载力高等优点。
大跨度张弦梁结构具有结构跨度大、节点构造复杂、施工精度要求高等特点。
施工方法选择的好坏将直接影响工程质量、施工进度、施工成本等技术经济指标。
一、预应力张弦梁的分类1、单向张弦梁结构。
将数榻张弦梁平行布置,用连梁、擦条或钢索等连接构件将每相邻两棍平面张弦梁结构在侧向进行连接,即为单向张弦梁结构,如图所示。
在单向张弦梁结构中,连接构件为各榻平面张弦梁提供侧向支撑,屋面荷载主要由各榻平面张弦梁结构单向传递,整体结构呈平面传力体系。
若采用钢索作为侧向的连接构件,则需要对其施加预应力,而预应力的施加和锚固都是在高空进行,施工有些难度单向张弦梁结构与膜材结合时,两榻间膜的谷底深度受限制。
大跨结构应用实例
大跨结构应用实例1、广州国际会议展览中心广州国际会议展览中心位于广州市海珠区琶洲岛，是广州市重点建设项目，首期工程用地面积48.9万m2，总建筑面积39.6万m2，共有16个面积1万m2左右的展厅，10700个标准展位，是目前世界上单体建筑面积最大的展览建筑(图4—12～图4—15)。
广州国际会议展览中心主要部分为3层建筑，包夹层共有7层。
架空层主要用作车库、展厅和设备用房，首层和四层为展厅，二层为连接各个入口和各个展厅的人行通道，三、五、六层为办公及设备用房。
首层的中部和四层的南部各有一条贯通东西的卡车通道，东西两侧各有一条从首层通向四层的卡车坡道，运送展品的集装箱车可直达各个展厅。
其技术特点如下：(1)成功解决了超长混凝土结构不设温度缝的难题广州国际会议展览中心楼盖分为10个独立的单元，按建筑要求每个单元不可设缝，其长度和宽度都超过了规范关于温度区间长度的限值，最大单元的面积达90m×163.5m。
为解决这个问题采用平面应力计算方法和有限元三维计算方法对楼盖的应力进行了仔细的分析，通过设置后浇带来减少前期温度应力的影响，通过设置预应力梁和在温度应力较大的区域增加配筋的方法来控制和抵抗温度应力。
这一做法获得成功，2002年12月建成投入使用至今，主体结构未发现肉眼可见的裂缝。
(2)巧用预应力技术，降低大柱网重荷载的混凝土楼盖的造价广州国际会议展览中心四层展厅楼面荷载重达15kN/m2，柱网为30m×30m，整个展厅的平面尺寸达86m×126.6m。
该层综合采用了有粘结预应力梁(大跨度框架主梁)、无粘结预应力梁(一级次梁)及在梁中加直线预应力筋(二级次梁及其他需要部位)等多种预应力方式。
通过精心设计预应力和非预应力钢筋的比例及预应力张拉控制值，使有效预应力的分布尽量接近理想预应力分布，因而各种材料的性能得到充分的利用，达到了既安全又经济的目的，比外方提出的设计方案节省混凝土32912m3，节省预应力钢筋2100t，降低造价约3900万元(还未包括节省的普通钢筋的造价)。
基于midas的张弦梁结构有限元分析
基于MIDAS的张弦梁结构有限元分析基于MIDAS的张弦梁结构有限元分析摘要：本文结合某社区游泳馆屋盖的张弦直梁的选型进行了分析。
运用有限元软件MIDAS分别从张弦梁的高跨比以及撑杆个数与下弦预拉力的关系，分析自振模态与撑杆数目的关系，从而综合各个指标对梁结构进行了优化设计。
关键词：张弦梁，梁截面高度，撑杆数量，自振频率Abstract: In this paper, the selection of a straight beam-string in a community swimming pool has been studied using FEM software MIDAS. The height-span ratio and the relationship between pole number and the pre-tension as well asself-vibration modes is research based on FEM method. Based on the result, the design of the structure is optimized.Key words: string beam, beam section height, pole number, self-vibration frequency中图分类号：TB482.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）1 引言某社区游泳馆的跨度为20.8m，原方案的屋盖为H型钢梁为主承重构件，次梁也为H型钢，屋面板为压型钢板为衬板的组合屋面板。
由于跨度和空间的局限，原方案采用了较为传统的屋架梁作为主承重构件，为满足结构的应力和挠度要求，选择截面高度为1.6m。
相对来说占据了较大的游泳馆的使用净空，而且从观感来说整个结构会欠缺轻盈。
为此，本文提出一种较为新型的梁形式，张弦梁结构。
大跨度预应力混凝土桥梁施工应力
大跨度预应力混凝土桥梁施工应力监测中的几个问题张靖何祖发（湖北武汉大桥局桥梁研究院）【摘要】分析了大跨度预应力混凝土桥梁施工应力监测中存在的问题，介绍了改进措施及提高测试精度的具体方法。
关键词施工应力测试量测补偿无应力计工作应变计电阻差动式振弦式一、前言近几年，我院承担了十余座大跨度预应力混凝土桥梁施工应力监测任务。
有斜拉桥、连续梁及刚构等多种桥式。
在完成合同规定任务的同时，为了提高测试质量还做了不少的试验和探讨。
根据对混凝土桥梁施工应力的观测，发现目前还有些问题没有很好的解决，及时总结经验教训，不断地提高测试质量，是当前桥梁建设发展的需要。
随着桥梁事业的发展，预应力混凝土桥梁得到广泛应用，不同桥式的预应力混凝土桥梁在不断兴建，跨度逐步加大，结构也向薄壁轻型发展，悬臂施工中不安全因素随之增大。
为了避免安装应力失控，有更多的桥梁对施工进行监控，对施工应力测试也提出了更高的要求。
现在施工应力测试技术远远跟不上桥梁工程发展的需要。
本文在总结多年来大跨度预应力混凝土桥梁施工应力测试的基础上，针对当前测试存在的问题，谈谈提高测试精度、确保测试质量的具体方法。
二、提高测试质见的探讨混凝土为非匀质材料，除受力变形外还有多种因素同样引起变形。
目前对混凝土应力直接测试尚无完善的方法，仍是通过应变量测再进行换算，由于多种变形的掺入，使得测试工作变得十分复杂。
温度对桥梁结构影响很明显可分两个方面，一是结构随温度变化发生变形，即热胀冷缩；另外由日照等原因引起结构温差，温差对结构影响大，也很复杂。
湿度对混凝土结构影响也比较明显，近来采用泵送混凝土，由于水和水泥用量的增多，于缩变形也随之变大。
混凝土自身体积变化是由内部胶凝材料的水化作用引起的变形，对结构有影响，但不太明显。
徐变是混凝土特性之一，在荷载不变情况下，变形在不断增加。
它对结构受力影响明显，也很复杂。
关于混凝土变形总起来可归纳为两类：一类是混凝土受力变形，包括荷载弹性变形、徐变变形及温差引起的变形；另一类为体积变形，是指混凝土温度变形、湿度变形及自身体积变形等。
基于SAP2000的预应力胶合木张弦梁调控效果有限元分析
基于SAP2000的预应力胶合木张弦梁调控效果有限元分析侯逸青;李钊;刘丹彤;王汉文;李明芮【摘要】对胶合木梁施加预应力常受到反拱和木材强度的制约,为解决这一问题,采用丝扣拧张横向张拉预应力设备对梁进行随时调控.为了在更宽的范围内改变预应力调控幅度,探讨调控幅度对梁截面应力分布和极限承载力等参数的影响,结合试验数据,建立能够反映木材各项异性的本构关系,利用SAP2000有限元程序进行有限元分析,找到预应力调控的边界,给出合理的预应力调控范围.分析结果表明,随着调控程度的增大,梁的承载力越大,抗弯性能越好.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2018(044)021【总页数】2页(P56-57)【关键词】胶合木梁;预应力调控;受弯性能;有限元【作者】侯逸青;李钊;刘丹彤;王汉文;李明芮【作者单位】东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】TU311木结构低碳环保，性能优越，发展前景广阔。
为了解决传统胶合木梁变形较大，木材强度不能得到充分利用的特点，界内提出了预应力胶合木张弦梁的使用。
但由于施加预应力的程度受到反拱和木材强度的制约，提高的效果有限，采用丝扣拧张横向张拉预应力设备，可以对预应力进行随时调控。
在梁承担使用荷载后，再进行预应力调控，可实现胶合木强度的反复利用和高强钢材的重复利用。
目前，国外对胶合木梁的研究主要集中在材料的加强上[1-3],通过与普通胶合木梁的对比试验评价新型胶合木梁的受力性能。
国内对胶合木梁的研究主要集中在影响胶合木受力性能的各种因素[4,5]，对抗压强度，弹性模量，延性和破坏机理进行了比较和分析,并对预应力施加方式和挠度计算进行了试验与理论分析[6,7]。