张弦桁架结构的预应力控制分析论文
张弦梁结构工程实践中的质量控制与施工方法分析
张弦梁结构工程实践中的质量控制与施工方法分析1. 引言张弦梁结构是一种常用的桥梁结构，具有较高的承载能力和抗震性能。
在工程实践中，为了确保张弦梁结构的质量和施工安全，需要进行有效的质量控制和采用合适的施工方法。
本文将对张弦梁结构工程实践中的质量控制和施工方法进行分析。
2. 张弦梁结构的质量控制2.1 材料质量控制张弦梁结构的材料质量直接影响着结构的稳定性和安全性。
在实践中，应严格控制材料的质量，包括钢材、预应力锚具、混凝土等。
通过选择有合格证明的供应商，进行材料检测和质量把关，确保材料的合格性和符合设计要求。
2.2 结构制作与安装质量控制张弦梁结构的制作与安装过程中，需要保证构件的尺寸精度和稳定性。
在制作过程中，应依据设计图纸进行模板、钢筋的布置和焊接，并进行尺寸和质量检查。
在安装过程中，应严格按照施工工艺要求进行操作，确认每个构件的准确位置和连接方式，以确保结构的稳定性。
2.3 施工过程质量控制张弦梁结构的施工过程中，应进行全面的质量控制和监督。
包括模板安装、混凝土浇注、养护等环节。
在模板安装中，应确保模板的准确度和稳定性，防止模板变形或移位。
在混凝土浇注过程中，应控制浇注速度、振动方式和养护管理，以确保混凝土的强度和质量。
3. 张弦梁结构施工方法分析3.1 钢段制作与安装张弦梁结构中的钢段通常通过预应力拉索进行制作和安装。
在钢段制作过程中，应严格按照图纸要求进行加工和焊接，保证钢段的尺寸精度和质量。
在安装过程中，应注意钢段的安装顺序，确保结构的稳定性和安全性。
3.2 预应力锚固与张拉预应力锚固是张弦梁结构的关键环节，直接影响结构的力学性能。
在预应力锚固过程中，应选择合适的锚具和锚固方法，确保预应力力量的传递和锚固的可靠性。
在预应力张拉过程中，应按照设计要求进行张拉力的控制和施加，防止过度张拉导致结构变形或损坏。
3.3 混凝土浇筑与养护混凝土浇筑和养护是张弦梁结构施工过程中的重要环节。
在浇筑过程中，应控制浇筑速度和混凝土的坍落度，保证混凝土的均匀性和紧密性。
张弦桁架尺寸及预应力优化设计
束 条件 中考虑 了钢 结构 规 范规 定 的压杆 稳 定 问题 ， 使优 化结 果更接 近 于 实际工程 ． 算例表
明算 法是 有效 的．
关键 词 ： 弦桁 架 ； 应 力 ； 定性 ； 面尺 寸优 化 张 预 稳 截
中图分 类号 ： Ｕ ９ Ｔ ３４
文 献标志 码 ：Ａ
张弦桁 架结 构 是 由弦 索 、 撑杆 和桁 架 拱组 合 而成 的预应 力钢结 构形 式 ． 种结 构形 式合 理 ， 这 能 够 充分 利 用 桁 架 拱 的抗 压 性 能 和 弦 索 的抗 拉 性 能， 因而近 十几年来 在 我 国的会展 中心 、 体育 场馆
跨 比、 矢跨 比等都是 影 响其结 构性 能 的重要 因素 ， 也 是优化 设计 考 虑 的 主要 参 变 量 ． 际 工程 设 计 实 中， 采用 多方 案 比较 的 方式 确 定 合 理 的矢 高及 垂 度后 ， 预应 力及 截 面 面 积 的组 合 优 化设 计 就 成 为 设计 的重 点 ． 目前 已有 张 弦桁 架 的 预 应力 及 截 面 面 积 的组 合优 化设 计 多 在 建 立优 化 模 型 后 ， 用 采
第２ ４卷第 １ 期
２１年 １ ０１ 月
烟 台大 学学报 （ 自然科学 与工 程版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｔｉ ｎｖｒｉ Ｎ ｔｒ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇＥ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｏ Ｙ ｎａ Ｕ ｉｅ ｔ ｓ ｙ（ ａ ａ Ｓ ｉ ｅａ ｄＥ ｇ ｅ ｎ ｄ ｉ ｕ ｌ ｎ ｎ ｉ ｔｎ
两级 优化 方式 进 行 求 解 ， 是 研 究 中 尚有 如 但
（） ２ 在模 型 求解 过程 中 ， 出通 过 调 整 预 应 给
力 值 的方法 来满 足 结 构 的位 移 约 束条 件 ， 例 采 算
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。
预应力装配式张弦梁钢支撑施工技术研究
预应力装配式张弦梁钢支撑施工技术研究
邓诗尧;蔡博文;裴子敬;姚天泽;王晨阳
【期刊名称】《住宅与房地产》
【年(卷),期】2024()11
【摘要】随着部分建设项目工期要求缩短,以及推广绿色化、工业化、信息化、集约化、产业化建造方式的背景下,越来越多工程项目采用新型基坑支护形式。
针对基坑支护结构,采用传统钢筋混凝土内支撑具有工期长、非环保耗材多、作业环境差、施工噪音及扬尘多等缺点,且在支护结构稳定性方面仅能被动抵抗变形。
本文结合某项目现场实际施工,结合成本控制、工期等各方面因素,使用一种“张弦梁结构+组合钢桁架”的基坑支护结构体系,经过有限元分析计算,满足基坑支护受力荷载要求,可通过重复多次施加及调整预应力主动抵抗基坑变形,安全性好,可为类似项目提供借鉴意义。
【总页数】5页(P21-25)
【作者】邓诗尧;蔡博文;裴子敬;姚天泽;王晨阳
【作者单位】中建科工集团有限公司;深圳市龙华区建筑工务署
【正文语种】中文
【中图分类】TU7
【相关文献】
1.异形钢柱支撑的轮辐式张弦梁结构施工关键技术研究
2.装配式张弦梁钢支撑系统在调蓄池基坑支护中的应用
3.装配式张弦梁钢支撑结构力学性能分析
4.装配式预
应力张弦梁钢支撑体系在深基坑支护设计及施工中的应用研究5.装配式张弦梁钢支撑在深基坑中施工工艺探讨
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预应力空间钢结构的张拉控制方法研究
预应力空间钢结构的张拉控制方法研究摘要：预应力空间钢结构是大型公共和工业建筑常用的结构形式之一，其中，预应力的施加是其施工过程中的关键工序之一，建立准确、合适的预应力值对保证结构受力性能十分重要。
本文对预应力空间钢结构的张拉控制方法进行了探讨。
比较了张拉力控制、伸长值控制和结构变形控制等三种控制方法的特点，提出以伸长值为主、张拉力为辅并在条件合适的情况下考察结构变形的控制方案。
针对拉索的伸长值，分析了空间钢结构中伸长值的组成，并建议采用模拟千斤顶法进行计算。
利用有限元软件对某工程的拉索进行了张拉模拟，算例表明该方法可以准确、快捷地得到伸长量的预测值。
关键词：预应力；空间钢结构；张拉控制；伸长值；千斤顶模拟法一、概述最近几年来，空间结构特别是大跨空间钢结构发展迅速。
预应力空间钢结构是把现代预应力技术应用到桁架、网架、网壳或其它形式空间钢结构形成的杂交结构体系，以索、杆组成新的张力结构。
预应力空间钢结构往往具备受力合理、刚度大、重量轻、造型新颖美观、富有张力感等优点，制作安装也比较方便，在近十多年来得到了设计者和业主的充分关注，并在大跨度、大柱网的公共与工业建筑中得到了广泛应用。
图1是南京江宁体育馆，由六根斜拉索将钢结构屋盖的中间支承点悬吊在主桅杆上；图2是哈尔滨体育会展中心，采用悬状拉索与三角形桁架及撑杆共同组成张弦桁架结构。
在空间钢结构中应用预应力不仅可以使结构形式具有良好的建筑表现效果，而且由于预应力的施加使得纤细的拉索杆件可以自始至终地参与结构受力，明显提高结构承受荷载时的刚度。
同时，紧绷的拉索往往给结构施加一系列能够引起反拱的等效荷载，减小结构的变形。
对于大部分结构杆件，合理施加的预应力可以减小其在竖向荷载作用下可能产生的不利内力，从而达到优化受力的目的。
需要说明的是，由于拉索的等效荷载作用，预应力程度的合适与否将比较明显地改变结构及杆件的受力特性，过大或过小施加预应力都有可能使其中一部分杆件承受的内力偏于不安全，并进而导致结构承载能力下降。
大跨度预应力张弦网架结构主桁架
说明书摘要本实用新型公开了一种大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，包括两套分别设置在所述主桁架端部上弦杆两端节点下方的组对微调机构；每套组对微调机构包括设置在所述主桁架端部上弦杆一端节点下方的稳定、限位机构，所述稳定、限位机构的下方设有千斤顶，所述千斤顶固接在钢架上，所述钢架固接在钢平台上，所述钢平台固接在与承重脚手架固接的木方上；所述两套组对微调机构的钢架之间通过交叉布置的斜拉筋连接。
本实用新型造价低廉；加工制作工艺简单，可以直接现场制作，又便于安装就位和拆卸；拆卸后的材料、设备可以进行回收多次重复用于类似钢结构，适用性强，浪费相对较少，节约成本，具有良好的经济性。
摘要附图权利要求书1．一种大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，包括两套分别设置在所述主桁架端部上弦杆两端节点下方的组对微调机构；每套组对微调机构包括设置在所述主桁架端部上弦杆一端节点下方的稳定、限位机构，所述稳定、限位机构的下方设有千斤顶，所述千斤顶固接在钢架上，所述钢架固接在钢平台上，所述钢平台固接在与承重脚手架固接的木方上；所述两套组对微调机构的钢架之间通过交叉布置的斜拉筋连接。
2．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述每套组对微调机构的稳定、限位机构包括钢管，所述钢管的上端固接有与其对应千斤顶接触的钢盖板，所述钢管的外表面上固接有与其对应节点下表面接触的至少三个弧形钢板，所述至少三个弧形钢板的上表面形状与其对应节点的下表面形状适配。
3．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述千斤顶为螺旋式千斤顶。
4．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述钢架由角钢和钢板焊接而成。
5．根据权利要求1所述的大跨度预应力张弦网架结构主桁架高空组对与微调装置，其特征在于，所述钢平台由工字钢和钢板焊接而成。
预应力张弦梁结构的施工过程控制研究
如图 １ 示 。 弦 梁之 间采 用 次梁 连 接 ， 传 递 屋 面板 传 来 所 张 并 的荷 载 ： 两榀 张 弦 梁 之 间 由 １ 十字 支 撑 。 每 道
２１ 分 析 模 型 的 正 确模 拟 ． 在 设 计 阶 段 ，假 设 结 构一 次成 型 后 施加 结 构 自重 和 荷
（ｈｎｚｏ ｓｔｔ ｏ ｅｈｏｏｙ Ｃ ａ ｇｈｕＪ ｎｓ １００Ｃ ｉ ） Ｃ ａｇｈ ｕＩ ｔｕ ｆ ｃｎｌｇ， ｈｎｚｏ ｉ ｇｕ２ ３０ ｈｎ ｎｉ ｅ Ｔ ａ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃｏ ｉｅ ｉ ｈ ｌｎ ｅ ｍ ｔｉｇｓｒｃｕｅ ｏ ｅｓｅ ｌｒｏ， ｔｅｐ ｏ ｌｍｓｉ ｈ ｏ ｓ ｕ ｔ ｇ ｓｒ ｃ： ｍｂ ｎ ｄ ｗ ｔ ｔｅｐａ ｅｂ ａ ｓ ｎ ｔ ｔｒ ｆｔ ｔｅ ｏ ｆ ｈ ｒｂｅ ｎ ｔｅｃ ｎ ｔ ｃｉ ｈ ｒ ｕ ｈ ｒ ｎ
ｄｆｒ ａｉ ｓ ｓｏ ｌ ｅｃｒｅ ｕ ｕ ｒｎｅ ｅｐｏ ｃ ｑ ａ ｔ． ｅ ｍ ｔ ｎｔ ｔ ｈ ｕｄｂ ａｒ ｄｏｔｏｇ ａａ ｔ ｔ ｒｊ ｔ ｕｌｙ ｏ ｏ ｅ ｉ ｔ ｅｈ ｅ ｉ
Ｋｅ ｒ ：ｐ ｅ ｔｅ ｓ ｐｒ ｓｒ ｓ ｄ ｓｒｎ ｅ ｍ；ｃ ｎ ｔｕｃｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｗｏ ｄｓ ｒ ｓｒ ｓ ； ｅ ｔｅ ｅ ｔｉ ｇ ｂ ａ ｏ ｓｒ ｔｏ ｏ ｔｏ
江 苏 建筑
２１ 第 ３ （ ００年 期 总第 １４期 ） ３
预应 力张弦梁结构 的施工过程控制研究
徐 建凯
（ 州工学 院 ， 苏 常州 常 江
２３０ ） １０ ０
［ 摘 要】 文章结合常州工学院体育馆平面张弦梁钢屋盖结构， 对施工过程中的关键技术问题进行研究。主要解决在施工
中如 何 准 确 方便 地 建 立 预 应 力效 应 ， 防止 张 弦 粱 的 出平 面失 稳 ， 制 张 弦 索 张拉 时 上 弦 梁和 下 弦 梁的 自由 出平 面位 移等 技 控
装配式预应力张弦梁钢支撑体系施工研究
装配式预应力张弦梁钢支撑体系施工研究摘要：本文以张弦梁钢支撑为视角，简述其工艺体系理念，结合具体工程，优化工艺方案，并以装配式张弦梁钢支撑施工方法为指导，梳理张弦梁钢支撑施工工艺及施工中存在问题和处理措施，施工后监测基坑情况，判断工艺体系安全可靠性，为以后类似工程积累施工经验。
关键词：张弦梁钢支撑；工艺体系；基坑监测引言：较大基坑钢支撑结构，主要有两种支撑方案，一种是传统钢支撑，另外一种是张弦梁钢支撑。
第一种传统钢支撑体系，受基坑形状限制，适用性差，钢支撑布置密集，不利于土方作业，而且刚度小，稳定性差。
相比之下，张弦梁钢支撑，采用模数化设计，适应各种复杂基坑，开挖作业面大，便于出土，而且刚度大，稳定性好，造价低，可用于多个项目等技术优势。
1装配式张弦梁钢支撑工艺体系概述张弦梁钢支撑由张弦梁、支撑桁架（梁）和砼冠（腰）梁组成基坑水平受力体系（如图1），必要时可少量布置砼支撑梁。
台架梁承受钢支撑竖向自重并提供竖向约束。
图1 蛇口颐养康复医疗中心基坑项目组合体系平面此种结构设计方案，引入了全新的自平衡思想，具有跨度大、预应力强等工艺优势。
张弦梁钢支撑体系中支撑桁架（梁）为刚性构件，主要传递轴力，张弦梁拉杆设计为柔性拉索，传递拉力，两种组合能够很好展现出结构受力体系。
钢支撑构件设计时，以标准件为主，拼装地点不受限制。
构件连接时，使用高强度螺栓加以固定。
支撑施工结束，各构件可拆卸，投用于其他项目。
张弦梁钢支撑工艺表现出装配便捷、运输便利、工艺操作简单等特点，可广泛用于各类基坑支护项目中。
为保证整体张弦梁钢支撑体系的性能，工艺多选用优质钢材，材质级别至少为Q345，组成中钢拉杆级别为“Q650”。
在工艺支撑前期，需检查拉杆性能。
要求在稳拉作用大于8000kN的条件下，拉杆能够保持结构平稳，不出现变形情况，以此判定拉杆性能符合工艺要求[1]。
2 张弦梁钢支撑施工分析2.1 项目概述深圳市蛇口颐养康复医疗中心基坑工程位于深圳市南山区前海蛇口自贸区，场地南侧为望海路，西侧为贝尔自然探索乐园，北侧为绿地路，东侧为太子湾学校中学部。
火灾下张弦桁架结构预应力损失模拟研究的开题报告
火灾下张弦桁架结构预应力损失模拟研究的开题报告
标题：火灾下张弦桁架结构预应力损失模拟研究
摘要：
张弦桁架结构是一种应用广泛的大跨度结构，在火灾发生后，由于高温作用，结构中的预应力钢束很可能出现预应力损失，从而导致结构的稳定性受到威胁。
本课题旨在通过数值模拟的方法，研究火灾下张弦桁架结构中预应力损失的情况，并针对不同的预应力钢束材料和构造方式进行对比分析。
主要内容：
1. 研究现状分析
结合国内外文献，对张弦桁架结构在火灾下的表现以及预应力钢束的材料和构造方式进行分析和综述。
2. 模型建立和参数分析
利用ANSYS等分析软件建立火灾下张弦桁架结构的数值模型，并对预应力钢束
的材料和构造方式进行参数分析。
3. 预应力损失情况分析
根据数值模拟结果，分析在不同的预应力钢束材料和构造方式下，火灾对预应力损失的影响情况，并揭示预应力损失的规律和影响因素。
4. 结论和建议
总结研究结果，提出建议和措施，避免火灾对张弦桁架结构的影响。
预期成果：
通过对火灾下张弦桁架结构预应力损失的计算分析，比较各种预应力钢束材料和构造方式的性能，为实际工程设计和施工提供科学依据，同时也为安全应急和防火措
施提供理论支持。
关键词：张弦桁架结构；火灾；预应力损失；数值模拟。
浅谈预应力空间张弦梁桁架钢结构施工质量控制要点
浅谈预应力空间张弦梁桁架钢结构施工质量控制要点王帅军【摘要】随着现代建筑科学技术的发展及新型建筑材料的研发,网壳、网架、管桁架等大跨空间钢结构运用越来越广泛.其中预应力空间张弦梁桁架钢结构具有承载受力较为合理、空间布局跨度大、造型美观等诸多优点在现代商业建筑中得到广泛应用.该结构的施工包括钢构件加工环节的预拼装精度控制、钢构件吊装方式控制、预应力施加精度控制及焊接质量控制四个质量控制环节.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】2页(P10-11)【关键词】预应力;空间张弦梁桁架;质量控制【作者】王帅军【作者单位】北京兴电国际工程管理有限公司北京市100048【正文语种】中文【中图分类】TU394随着建筑科学技术的发展，大跨度预应力钢结构在现代商业建筑中的应用比重越来越大。
近年来兴建的大型公共建筑大多采用了钢管杆件直接汇交的管桁结构，它们结构轻巧、外型丰富、传力简捷、制作安装方便、经济效果好，是当前应用较多的一种结构体系。
在大跨度空间钢结构中引入预应力技术，不仅使结构体形更为丰富而且也使其先进性、合理性、经济性得到充分展示。
通过适当配置拉索，使结构获得新的中间弹性支点或使结构产生与外载作用反向的内力和挠度而卸载，前者即为斜拉结构体系，后者则为预应力结构体系。
这一类“杂交”结构体系改善了原结构的受力状态，降低内力峰值，增强结构刚度，技术经济效果明显提高。
现结合北京英特宜家购物中心大兴项目二期工程预应力空间张弦梁桁架钢结构的工程实际应用，阐述该类型钢结构施工质量控制的要点。
1 大跨度预应力空间张弦梁桁架钢结构特点及控制要点北京英特宜家购物中心大兴项目二期工程主体结构为混凝土框架结构，总建筑面积508486m2。
商业楼连接部分屋面采光天窗为预应力空间张弦梁桁架钢结构，圆管张拉桁架满布整个钢结构屋面，其各榀的安装高度均有细微差异，桁架上弦杆与腹杆为圆管，下弦张拉杆为圆钢杆件，上弦杆截面最大规格为φ325×12，下弦杆规格为D40，腹杆规格为φ219×12，桁架共 398榀。
QC成果-预应力张弦梁施工质量控制新法(最终)
○
○
○
●
14 不选
济性 制表人：张林涛
3、 应用价值不高
制表日期：2015 年 5 月 7 日
对选定的课题进一步分析：
结构形式
施工难度/质量要求
工期要求
施工经验
该工程屋面
结构最大跨度达到
由于该工程是大
类似结构施工
结构采用双
70m，但施工现场场
学城的配套工程，
经验不足，对
四、曲构点型易制设面 ， 鲜 新有图壳 结 明 颖定人切型 构 ， ，：目结 特 造 容入张标林涛和选可定行课性题分地 受 时 确 施析狭 到 该 保工小 一 工 省质， 定 程 优量拼 影 合 质要装 响 同 结求精，要构度 同 求 ，较选图课：理结预制由构评应新剖价面法力图图 张必 度 达 以 紧须 到 迫的 施弦确 使 ，新 工对保用梁学 工质要2期 期施量0求1开 非控6，工学 常年所 制质量日控期:于 首 工 多 效20我 ， 方 措1次5。司 所 面 施接5.来 以 采 ，10触讲需取确是要有保施
分段点分布在弯 矩较小位置。
是地面拼装多一个接头, 空中对接头数量一样， 相对于空中对接而言地 面拼装需采用一定措施
选用
满足.
方能有效控制对接质量,
确保安装精度.
按照 3 个点分段，
分段点设置
其中 2 段梁的长度
超出常规运输车辆
钢梁拼装精 度控制
班组长
56
制表人：张林涛
三、选题理由
制表日期：2015 年 5 月 4 日
小组针对针对高校园区共享区体育馆项目钢结构工程施工过程中可能遇到的问题，运用头脑风暴法，集思广
益，从多角度提出了 QC 小组课题进行讨论选择,具体评估如下： 评定标准和依据：运用“头脑风暴”法 QC 小组成员对所列课题从技术可行性、经济性、有效性、安全性以
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。
探讨预应力张弦梁结构施工的技术创新
对于建 筑 工程 中张 弦梁结 构来说 ， 这种是 一 种 比较 特殊 的结 构类 型 ， 在受 力情 况 下体 现 出一定 的优 越性 。 在 人们对 建筑 结 构稳定 性提 出较 高要 求之 后 ， 建筑 设计 工作 人员 在对 施工 材料 的选 择 以及 施 工结构 的设 计等 方面提 出了较 高 的要求 。 既增 强 了建筑结 构的稳 定性 ， 还提 升 了建筑 的可靠 性和美观 程度 。 将 预应力 张弦梁结 构应用 到具体 的建筑工程 中 ， 就 是对建筑 结构设 计的有益尝 试 。 张 弦梁 结构 的概 述 在建 筑施 工工程 进 行之 前 ， 需要对 具体 的建 筑结 构进行 明确 ， 采用 张弦 梁 结构 主要 是一种将 刚性 的构 件和柔 陛的拉 索结构 相结合 ， 形 成一种 比较新 型 的 混合 结 构 。 这种 结构 的类 型属 于一 种跨 度较大 的 空间结 构 在具 体 的工程 应用 中， 这 种结 构 的主 要 工作 原理 就是 通 过形 成 的预 应力 来提 升 建筑 结构 的 负荷 量， 使 的 刚性 弦的 绕度 明显 降低 ， 保证 建筑 结 构达 到一 种平 衡 的状态 。 从我 国 目前的建 筑 行业 中可 以看 出 ， 建筑 工 程 的种 类相 对较 多 ， 相 关的工 作人 员需 要根据 张弦梁 结构 的受力状 况和 受力特 点来形 成不 同的空 间结构 。 如 果 张弦梁 结构 的相 关构 件处 在同一 个建筑 平面 内 ， 那 么平面 的受 力情况 会相对 比较科学 。 这种 平面 内 的张弦 梁结 构只 适用于 小跨 度 的建筑 结构 ， 应用范 围 较 小。 空间 内的 张弦梁 结构 由于 是 由多个 平面 的张 弦梁结 构组 成 ， 在 具体 的工程 施工 中， 可 以和不 同类型 的结构进 行转 换 ， 应 用 的范围相对 较 广 ， 建 筑结构 的稳 定性 和 安全 性 也达 到 了标 准 。 ＝． 施 工要 求 １ 、 在 采用预 应力 张弦梁 结构 的工作 中 ， 施 工人员 需要在施 工之 前就对 相关 的施 工环 节和施 工方 式进行 明确 的掌握 ， 这样 才能够 对施工 过程 中的预 应力情 况进 行严格 地控 制 ， 使得施 工张拉 控制力 达到 一定 的范 围内。 不仅如 此 ， 整 个施 工 工程 所需 要 的构件 类 型都 能够 按 照标准 的 水平 投人 使用 。 ２ 、 在对 预应 力 张弦梁结 构进行 采用之始 ， 需要对 相应的预 应力 进行 掌握和 控制， 在 保证 相邻 索 建筑结 构 的预 应力达 到一 定 的平衡 程度 的 同时 ， 还需 要对 张拉 索 的松 弛程 度加 强控 制 。 这样 才能够 保证 整体 工程 结 构的受 力达 到标 准 。 ３ 、 在 采用 承 重索和 撑杆 构件 的过 程 中， 需 要利 用锁 夹结 构对其 进行 锁死 ， 这样 可 以保 证构 件结 构 的 自由滑 动性 。 ４ 、 在 对预应 力 张弦梁结 构进行施 工的 过程 中 ， 所 采用的旌 工方 法要尽 量满 足建 筑结 构 的受 力要 求 。 三、 技 术难 曩 １ 、 在 具体 的 工程建 设 工作 中 ， 张弦 梁面的 刚度 相对 较小 ＇ 冈 ｌ 生 构件 的索 力 也会受到严重的影响。 在构件安装的过程 中， 施工人员需要充分考虑到钢架结 构 的相 关 因素 ， 尽量 采 取科 学 的方 式来 对技 术难 题进 行克 服 。 ２ 、 在 张弦梁 结构搭 设工 作中 ， 工程建 设工 作人员 需要对承 重索 和稳定 索之 间的 作用 关系进 行对 比和分 析 ， 这 样才 能够提升 工程建 筑工 作的 高效性 以及施
索结构预应力控制的研究及其应用分析的论文[推荐阅读]
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索结构预应力控制的研究及其应用分析的论文[推荐阅读]第一篇：索结构预应力控制的研究及其应用分析的论文网壳式的结构是常见的预应力控制结构，就是采用网壳式的结构，这种结构的受力相对来说比较稳定和均匀，这种结构的大部分结构的受力点就是杆结构，还有一种网壳结构式单层的网壳结构，这种结构有着自己的独特优点，那就是结构简单，透光率好，外观大方符合时代审美观，因而非常适宜做为玻璃采光顶的屋面结构。
设计思路网壳机构有很多中，比如常见的柱面形式的网壳，抛物面网壳，球面网壳等等，由于他们的主受力结构就是整个结构中的杆结构，在受力方面很难的控制，稳定失衡的现象很常见。
对结构应力的控制也是主要控制的这方面的受力。
不过有些鞍形的网壳结构受力主要就是杆杆结构的受压和受拉，相比较来说这种结构有很好的整体稳定性，网格的结构也比较简单，适用于那些更大的跨度空间结构建设。
鞍形网壳和预应力鞍形索网相类似，都具有良好的形状稳定性和刚度，但是都需要较大截面的边缘构件以保证强度和刚度要求，因此边缘构件的合理设计成为是否采用这种体系的关键。
预应力鞍形索网结构分析预应力鞍形索网钢架结构主要的组成结构是钢索结构，这种结构有着特殊曲面，两组钢索在各交点上连接。
预应力鞍形索网曲面形式复杂多样，千姿百态，结构简洁明快，挡光率低，非常适宜做为玻璃采光顶的屋面结构。
预应力鞍形索网具有良好的形状稳定性和刚度，但是需要较大截面的边缘构件以保证强度和刚度要求，因此边缘构件的合理设计成为是否采用这种体系的关键。
张弦杂交结构及其他边界效应分析张弦杂交结构及其他边界效应分析，这种复合的结构，主要是通过横向腹杆结构和上下弦索结构组成的结构。
通过特殊的预应力控制这种结构能够充分的发挥出自身的受力性质，在结构的整体稳定性方面能够发挥出最大作用。
这种张弦梁结构整体上有着很大的优势，这种结构的刚度取决于结构的上弦抗弯曲结构和拉索结构的横截面，这种结构也是一种常见的半刚性结构，通常有以下的特点:(1)结构整体的承载能力高。
基于SAP2000的预应力胶合木张弦桁架结构分析
５ ６．
第４ ｌ 卷 第２ ０期 ２ ０ ｌ ５ 年 ７ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ１ ． ４１ Ｎｏ ． ２ ０
Ｊ ｕ １ ． ２ ０ １ ５
文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ２ ０ — ０ ０ ５ ６ — ０ ３
３ ． ６ ２ ｍ ｍ ） ， 弹性模量 Ｅ ＝ ２ ． ０ ５ ｘ １ ０ ＭＰ ａ ｍ＝１ ４ ７ ０ ＭＰ ａ ， 张 拉 种 由索与压弯构件组 成 的杂交结 构 ； 其次， 通过撑 杆将 索与 压弯 ６ ０ ． ７ 预应力损失 （ 锚 具变形和钢筋 回缩 、 摩 构 件形 成了有效 的结 构高度 ； 最后， 索 的拉 力作用 与压 弯构 件形 控制应 力取 … ＝
变异系数为 ９ ． ３ ５ ％。
顺纹受拉力一位移 曲线见 图 １ 。
球铰节点设计方 案见 图 ３ 。
１ ． ２ 顺 纹抗 压试验
实验 由 ６个尺寸为 １ ０ ０ ｍｍ×１ ０ ０ ｒ ｎ ｍ Ｘ ３ ０ ０ ｍ ｍ 的试 件测得 ，
通过对 比发现 ， 预应力方案可提高受拉承载力 的近 ５ ０ ％。
空 间立体桁架采用球铰节点进 行连接 ， 先将锥 形钢套 筒与胶
合木杆件连接 ， 再利用 双 向螺杆 与球铰 节点 连接 ， 施工 简单 方 便
快捷 。
１ ５ ｍｍ。实验测得拉伸 强度平均值 １ ４ ５ ． ７ ＭＰ ａ ， 强度标 准差 １ ３ ． ６ ３ ，
基于 Ｓ Ａ Ｐ ２ ０ ０ ０的 预 应 力 胶 合 木 张 弦 桁 架 结 构 分 析
张 乃龙
摘段Biblioteka 旭武涛 （ 东 北 林 业 大 学 土 木 工程 学 院 ， 黑 龙 江 哈 尔 滨 １ ５ ０ ０ ４ ０）
张弦桁架结构稳定性分析
张弦桁架结构稳定性分析摘要：大跨度张弦桁架结构作为一种新型的预应力钢结构形式，由于其优良的空间性能和其在大跨方面的优越性，特别适合在大跨甚至超大跨结构中应用。
本文主要分析了对张弦桁架结构的构件的局部稳定和张弦桁架结构的平面外整体稳定进行分析，以期促进大跨度空间结构设计。
关键词：大跨度，张弦桁架结构，稳定性1引言在工程中，张弦桁架结构的跨度一般较大，在结构的初始态，对下弦索内施加预应力，使结构具有整体向上的起拱，荷载态时，外荷载的施加使结构产生向下的挠度，当起拱值或挠度过大时，整个结构可能会因为位移过大而出现平面内或平面外的失稳现象。
另外，受荷的张弦桁架结构，一般上弦承受较大压力，而下弦索内承受较大的拉力，它们作为单个的构件，可能由于承受的压力过大而导致平面内和平面外的失稳[1,2]。
现有规范对张弦桁架结构的稳定性没有明确的规定。
故本章根据现有规范和钢结构稳定理论对张弦桁架结构的稳定性进行分析。
张弦桁架结构的稳定性问题有两类，其一是局部稳定性问题，包括结构中上弦构件、撑杆和下弦索的稳定性问题：其二是整体稳定性问题，包括张弦桁架结构的平面内稳定和平面外稳定问题。
2局部稳定性分析张弦桁架结构局部稳定性包括上弦构件、撑杆和下弦索的局部稳定性[3]。
2.1上弦构件的稳定性张弦桁架结构上弦由空间桁架构成。
桁架梁的每个杆件都可看做两端铰接的二力杆，荷载作用下，桁架梁的跨中处上弦杆和支座处下弦杆受较大压力；当结构下弦索内预应力很大时，结构空间桁架梁的下弦杆承受较大压力，由此可见，无论是上弦杆还是下弦杆，都会因为轴力过大而屈曲。
2.2索的稳定性（1）平面内稳定。
张弦桁架结构的下部悬索是受拉构件，如果在外荷载作用下出现受压趋势时就会松弛，称为索的平面内失稳。
由于张弦桁架结构的结构特点，为了形成结构的自平衡体系，索内已经预先施加了预拉力，同时在竖向荷载作用下下弦索也会受到较大的拉力，这使得下弦索总处于受拉状态，从而保证了索的平面内稳定。
张弦桁架结构拉索设计预应力影响因素研究
图 ２ 撑杆 Ｆ 端节 点受 力 图
Ｆ ｇ ２ Ｆ ｒ ｅ ｅ ｕｌ ｒｕ ｏ ｔ ｔｂ ｔ ｍ ｎ ｏ ｅ ｉ ． ｏ ｃ ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ｆｓｒ ｏｔ ｅ ｄ ｎ ｄ ｉ ｕ ｏ
撑 杆下 端节 点 的力平衡 方程 如下 ：
Ｃ１ ＋ ２ ＋Ｃ Ｎ ＝ １ Ｃ Ⅳ ０ （） １
载． 限于篇幅 ， ” 本文只从两个方面进行研究 ： ①拱
桁 架上 下 弦杆 截 面 积 之 和不 变 ， 究 上 下 杆 截 面 研 积 比对 端拉 索设 计预 应 力 、 征杆 件 压 力 、 特 结构 跨 中预应 力 反拱 值 、 况 ① 下反 拱 值 和 工 况 ② 下 挠 工
面 高度 ２ ６ｍ， ． 宽度 ３ｍ； 桁架 下 弦线矢 高 ： 拱 ８ｍ； 拉索 垂度 ３４ｍ； 中撑杆 长 度 １． 拱桁 架 的 ． 跨 １４ｍ． 构件 截 面均为 钢管 ． 上弦 ：４０× ２ 下 弦 ： ８ ６８ ２ ， ０Ｘ ２ 与拉索 锚 固点连 接 的构件 ：２ ３×９ 侧 面斜 腹 ４； ６７ ； 杆及 上 弦面腹杆 ： １８× ． ６ ６ ６ 撑杆 也 为钢 管 ： ６ ６１８× ６ 钢 管钢 材 为 Ｑ ４ Ｄ， ． ３５ 弹性 模 量 为 ２０ ．６×１ ｋ ０ Ｎ
・ ｍ ～
．
拉 索采 用高 强度低 松 弛镀 锌钢 丝 束 ， 格 ： 规
１× ９ ６ ， ３７ ７ 弹性 模 量 ：． １９×１ ｋ ・ ０ Ｎ ｍ～． 弦 桁 张 架 布置 间距 ：５Ｉ． 载 取 值 １３ Ｎ ・ ～； 荷 １ ｎ恒 ．８ｋ Ｉ 雪 ｎ 载 ０８ｋ ・ ． Ｎ ｍ～； 自重 由程 序 计 算 ． 构 内力计 算 结 荷 载工 况 选 取 ２个 ： 预 应 力 加 自重 工 况 （ 计 ① 设
交叉张弦桁架预应力施工过程分析与索力实测
交叉张弦桁架预应力施工过程分析与索力实测汤磊;罗斌;丁明珉【摘要】为精确控制交叉张弦桁架预应力施工过程中的拉索张拉，以鄱阳湖模型试验研究基地后续工程模型试验大厅钢屋盖为研究对象，对比分析了交叉张弦桁架的单榀或整体张拉方法以及平面外稳定性。
分析结果表明，单榀交叉张弦桁架具有良好的平面外稳定性，单榀张拉不仅能在较小的预应力下脱离胎架，而且可避免各榀间先后张拉导致的索力相互影响。
研究了平面外频率法用于交叉桁架索力测试的可行性，测试了施工中两阶段预应力拉索的索力，并与理论值进行了对比分析。
结果表明，施工完成后的拉索索力满足设计初始态的要求，通过取前两阶自振频率计算拉索索力并利用压力传感器测试修正计算长度，可达到较好的测试精度。
%For precisely controlling cable tension in the process of the construction of a prestressed cross truss string,the steel hall s roof of the subsequent engineering model test in the Poyang lake model test research base was taken as the research object,and the comparative analysis of the tension method of a single cross truss string or the overall structure and the out-of-plane stability were per-formed.The results show that the out-of-plane stability of single cross truss string is good.The sin-gle cross truss string can be separated from the support frame under small tensile force,and the mu-tual influence of the adjacent cross truss string can beavoided.Therefore,the single cross truss string tension method is reasonable.Simultaneously,the feasibility of the out-of-plane frequency test method for cable force was studied.The forces of the prestressed cables were tested during the two stages of construction.The test resultswere compared with the theoretical values.The results show that the cable force after the completion of tensioning construction meets the requirements of the de-signed initial states.Cable force can be calculated considering the first two natural frequencies,and the calculated length of the cable can be corrected by using the pressure sensor,obtaining good accu-racy using the out-of-plane frequency method.【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】6页(P1293-1298)【关键词】交叉张弦桁架;预应力拉索;张拉分析;索力测试;频率法;压力传感器法【作者】汤磊;罗斌;丁明珉【作者单位】东南大学土木工程学院，南京 210096;东南大学土木工程学院，南京 210096;东南大学土木工程学院，南京 210096【正文语种】中文【中图分类】TU758预应力钢结构将高强拉索引入结构中，通过张拉拉索在结构中建立预应力，由于预应力改变了结构的内力状态和结构形状［1］，因此，预应力钢结构的结构性能与普通钢结构相比存在较大差异.另外，由于预应力钢结构的施工相对于普通钢结构多一道预应力张拉工序，且大跨度预应力钢结构中拉索面广量大，无法实现整体一次性张拉到位，往往采用拉索分批、分级张拉的施工工艺，使得各施工工况下的结构状态与设计状态差别较大.由于上述预应力钢结构的结构性能和施工过程的特殊性，预应力钢结构施工的各个环节，从制作、安装到张拉，其结构受力性能均不同于普通钢结构工程［2］.现阶段，通过有限元分析软件和国内部分学者自主开发的预应力钢结构设计与施工计算分析软件的应用，已经实现在预应力钢结构施工前对结构性能进行计算分析，并可通过模拟施工过程对各施工工况进行计算分析［3］. 由于大多数预应力钢结构在其设计之初均为超常规结构，为验证理论分析方法的正确性和理论分析结果的可信度，以及验证预应力拉索施工方法的可行性和正确性等，需对预应力钢结构的拉索索力进行现场测试，常用的索力测试方法包括千斤顶压力表测定法［4］、压力传感器法、振动频率法［5］和磁通量测定法［6］等，其中基于拉索模态识别的振动频率法应用最为广泛且在不断地改进中.张宇鑫等［7］研究指出基于数值迭代求解方法识别张弦梁的索力精度无法保证.为提高精度及简化计算，文献［7］根据分析迭代计算得到的频率与索力相关关系的曲线和已有索力识别经验公式的特点，拟合出了基于索力频率测试结果的索力计算公式.文献［8］则在考虑减振装置的弹簧刚度对拉索边界条件的影响，着重研究减振装置弹簧刚度与等效索长的关系，提出考虑弹簧刚度影响的二次等效索长修正公式，并对该方法的误差敏感性、识别精度等进行了讨论.文献［9］给出了通过局部频率测试计算构件轴力的一种理论方法，并通过数值模拟和一系列实验验证了局部测试方法的正确性.文献［10］则结合预应力张弦结构的特点，根据已有研究成果提出了一种较为实用的张弦结构拉索索力平面外频率测试法，即通过测试张弦梁平面外拉索的频率，结合数值迭代和节点刚度修正，最终确定出拉索索力.本文以鄱阳湖模型试验研究基地后续工程模型试验大厅钢屋盖交叉张弦桁架为研究对象，结合施工全过程模拟分析结果，对其预应力实施全过程的索力测试结果进行了分析研究.鄱阳湖模型试验研究基地后续工程模型试验大厅钢屋盖采用交叉张弦桁架结构，预应力交叉张弦桁架共11榀，每榀预应力交叉张弦桁架由“X形”上弦桁架通过拉索及撑杆组成一榀空间预应力钢桁架，见图1(a).张弦桁架跨度110 m，中心间距15 m，截面高度11 m.上部桁架为变截面倒三角形立体钢管桁架，桁架高度从中部的3 m渐变为边部的2 m，桁架宽度从中部的2 m渐变为边部的1.4 m，见图1(b).张弦桁架一端固定铰接于一侧混凝土柱边的框架梁顶，另一端设置单向滑动铰支座支承于另一侧混凝土柱边的框架梁顶.张弦桁架平面外设置适当数量的支撑桁架.张弦桁架支座处节点采用铸钢节点，桁架杆件间连接采用相贯线焊缝.该张弦桁架的拉索索体采用强度等级为fptk=1 670 MPa的φ7 mm高强度低松弛镀锌钢丝半平行钢丝束，拉索规格为φ7 mm×127，拉索理论张拉力为1 100 kN，索体两端可调.张拉端锚具采用冷铸镦头锚，且端部设置高阻尼黏弹性橡胶减震圈.选择合适的时机进行预应力张拉不仅可以建立有效的预应力值而且可以减少张拉的工作量.对鄱阳湖模型试验研究基地后续工程模型试验大厅钢屋盖的交叉桁架预应力拉索张拉采用荷载子步分析方法，对在支撑胎架上的单榀张弦桁架和整体结构分别进行了预应力拉索分级张拉的全过程分析，具体分级见表1，分析结果见图2.采用大型通用有限元分析软件ANSYS进行结构在支撑胎架上预应力拉索分级张拉的全过程分析.桁架部分采用梁单元Beam188，撑杆采用两端铰接的杆单元Link8，拉索采用只受拉、不受压和不受弯的索单元Link10，支撑胎架采用仅受压、不受拉和不受弯的单元Link10.支座一端铰接，一端沿拉索张拉方向单向滑动铰接.材料弹性模量:钢材取206 GPa，拉索取195 GPa.荷载取结构自重标准值.为计算精确，分析中考虑应力刚化效应和几何非线性，采用Newton-Raphson方法迭代求解.由分析结果可得，当索力张拉力达到约800 kN时，单榀交叉张弦桁架基本脱离了支撑胎架，而整体结构在索力达到1 000 kN时仍未脱离胎架.分析结果表明，采用单榀张弦桁架张拉，在较小的张拉力下桁架即可脱离胎架，可避免整体结构逐榀张拉时由于先后张拉顺序而导致的索力相互影响.此外，由图2可得在单榀张弦桁架张拉时，当索力平衡结构自重，桁架刚脱离支撑胎架后，竖向位移受张拉力影响非常敏感，因此在实际施工中，不仅要控制张拉力还要严格监控竖向位移.相对整体结构逐榀张拉，单榀交叉张弦桁架独立张拉时的侧向稳定性较差，因此通过特征值屈曲分析进行稳定性验算.考虑到结构的非线性，取在拉索等效预张力、结构自重共同作用下的结构平衡态的刚度作为特征值屈曲分析的刚度矩阵.计算结果见表2和图3.由分析结果可得:①前4阶模态特征值，单榀交叉张弦桁架明显低于整体结构，但第5阶及之后两者的特征值比较接近.②单榀交叉张弦桁架的最低阶屈曲荷载数为11.322，说明其仍具有良好的稳定性，单独张拉不会出现侧向失稳.拉索预张力施工过程是个动态的结构状态变化过程，是结构从零状态向成形初始态转变的过程.由于钢构件安装误差、拉索制作、安装和张拉误差、分析误差以及环境影响等因素，实际结构状态与分析模型有一定差异的.因此，有必要对拉索预应力施工过程予以监测，对比理论分析值和实际结构响应的差异，及时掌握各关键施工阶段的结构状态，保证拉索施工全过程处于可控状态，为下阶段施工和最后的施工验收提供依据.工程共11榀交叉张弦桁架，共计22根拉索.对拉索索力的监测共分2次进行:① 考虑到采取的是单榀交叉桁架张拉方法，因此预应力施工过程中选择预应力张拉完成屋面檩条未安装时进行索力测试，校验千斤顶张拉力的精度.② 在纵向连系桁架安装完成，整体屋盖结构成型后，对所有拉索(22根)的索力进行测试，以便掌握整体结构成型时的索力状况，桁架和拉索编号见图1(a).该工程分别选择频率法来测试所有拉索的索力，压力传感器法测试第5榀和第6榀桁架的拉索索力，如图4所示.该工程索力测试采用平面外自振频率法测试平面索杆系拉索索力.该方法通过将平面索杆系中的连续短索转化为平面外的长索，通过实测平面外自振频率和建立索力-平面外自振频率的关系来确定拉索索力.具体步骤为:① 进行平面索杆系有限元模型的模态分析，确定平面外计算长度;②实测平面索杆系的平面外自振频率;③根据实测的多阶平面外自振频率，识别平面外抗弯刚度;④建立索力-平面外自振频率的关系;⑤ 计算索力.其中，拉索索力T可根据测得频率进行计算，其计算式为［11］式中，m为索的线密度(可以通过产品规格查得);f1，f2分别为第1阶和第2阶自振频率(可以通过频率计测得);l为拉索计算长度.由于拉索端部的约束比较复杂，因此，拉索计算长度l的确定成为实际工程测量的难点.该工程的拉索规格为φ7 mm×127，钢丝束外接圆直径为91 mm(不含外包PE厚度)，被撑杆划分的索段长度约为11 m，索段长度与索体直径之比为120.9.与斜拉结构相比，张弦桁架撑杆间各索段较短，索段两端约束条件复杂，无法直接确定拉索计算长度，因此，通过在索头布设压力传感器，对两榀桁架的拉索索力进行校对来确定其计算长度.对拉索5-2和6-1采用压力传感器和频率计进行索力校核测试.由压力传感器测试的索力见表3.假定各测试索段的计算长度系数相等，根据式(1)可得出本工程频率法索力测试的平均计算长度系数为0.974.由于计算长度系数约等于1，说明撑杆下端对拉索的约束作用近似固定铰接.具体计算步骤如下:①计算表3中压力传感器法测试的索力平均值，得=952.5 kN.② 采用频率法测得前2阶自振频率值(见表4)，将频率值代入式(1)中，索体线密度m=46.02 kg/m，得到各索力 F'11=8.12l2，F'12=6.88l2，F'21=8.84l2，F'22=7.79l2，取平均值为¯F'=(F'11+F'12+F'21+F'22)/4=7.91l2.③令¯F=¯F'，可得l=10.973 m.④根据测试索段长度为11.266 5 m，可得计算长度系数为 l/11.266 5=0.974.通过修正索段的计算长度，得出频率法测试索力结果，如表5和表6所示.测试结果表明:在拉索张拉完成和安装屋面檩条后，测试索力与理论值的偏差在±10%以内，因而符合设计要求.1)本工程采用单榀交叉桁架张拉方法是切实可行的，张拉时索力控制分为11级是合理的.实测表明，张拉过程中索力与理论分析相符，张拉完成后结构状态满足设计初始态的要求.2)单榀交叉张弦桁架具有良好的平面外稳定性，独立张拉不仅脱架时的拉索张拉力较小，而且可避免各榀间先后张拉导致的索力相互影响，因此对交叉张弦桁架采用单榀独立张拉是合理的.3)由于张弦桁架的索段长度短，采用频率法测试索力时，通过取前两阶自振频率计算索力来考虑索体抗弯刚度的影响，另通过压力传感器测试索力修正计算长度来考虑索端约束刚度，可达到较好的测试精度.4)本工程采用频率法索力测试的计算长度系数为0.974＜1，说明撑杆下端对拉索的约束作用近似固定铰接，因此对计算长度的修正是必要的.【相关文献】［1］董石麟，罗尧治，赵阳，等.新型空间结构分析、设计与施工［M］.北京，人民交通出版社，2007:506-531.［2］王永泉，郭正兴，罗斌，等.空间预应力钢结构拉索等效预张力确定方法研究［J］.土木工程学报，2013，46(6):53-61.Wang Yongquan，Guo Zhengxing，Luo Bin，et al.Study on the determination methodfor the equivalent pre-tension in cables of spatial prestressed steel structure［J］.China Civil Engineering Journal，2013，46(6):53-61.(in Chinese)［3］卓新，袁行飞.预应力索分批张拉过程中张力的仿真分析［J］.土木工程学报，2004，37(9):27-30.Zhuo Xin，Yuan Xingfei.Emulational analysis of the tensile forces of prestressed cables during multistage tensioning construction［J］.China Civil Engineering Journal，2004，37(9):27-30.(in Chinese)［4］段波，曾德荣，卢江.关于斜拉桥索力测定的分析［J］.重庆交通学院学报，2005，24(4):6-8，12.Duan Bo，Zeng Derong，Lu Jiang.Analysis with determining cable tension of cable-stayed bridges［J］.Journal of Chongqing Jiaotong University，2005，24(4):6-8，12.(inChinese)［5］Kim Byeong Hwa，Park Taehyo.Estimation of cable tension force using the frequency-based system identification method［J］.Journal of Sound and Vibration，2007，304(3/4/5):660-676.［6］陈鲁，宋杰，张其林.EM法测量索张力的理论与工程实践研究［J］.施工技术，2008，37(5):144-153.Chen Lu，Song Jie，Zhang Qilin.Theory and engineering practice research on cable tension measurement with EM method［J］.Construction Technology，2008，37(5):144-153.(in Chinese)［7］张宇鑫，李国强，赵世峰.张弦梁结构振动方法索力识别(Ⅱ):实用公式及误差分析［J］.振动与冲击，2009，28(3):158-160，181.Zhang Yuxin，Li Guoqiang，Zhao Shifeng.Vibrationbased cable tension identification of a beam string structure(Ⅱ):practical formula ＆ error analysis［J］.Journal of Vibration and Shock，2009，28(3):158-160，181.(in 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张弦桁架结构的预应力控制分析摘要：对张弦桁架结构施工过程中的预应力进行了分析研究，根据该类结构的受力特点，参照初应变模拟方法的理论，提出另一种加载方法—等效降温法。
通过改两端索段施加初应变为全部索段整体降温，进行预应力分析并举例论证。
通过施加温度荷载分析对该方法的精度进行了检验，并得到张弦桁架结构预应力的确定原则。
关键词：张弦桁架；等效降温法；零状态；预应力中图分类号： tu393.3 文献标识码：aanalysis on pre-stress control of truss string structure ke youhua(china railway tunnel survey & design institute co., ltd tianjin 300133,china)abstract: the pre-stress of truss-string structure is analyzed and researched in the process of construction. according to the stress characteristics of the structure and the theory about simulating initial strain, another loading method named equivalent cooling method is put forwarded. the pre-stress of truss-string structure is analyzed and demonstrated by giving an example through reforming initial strain of the cable along the ends to cooling along the whole cable. the determination principle of truss string structureis got, and the precision of the method is inspected by applying the temperature load.key words: truss-string structure; equivalent cooling method; initial state; pre-stress中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号：1 预应力的作用张弦桁架结构【1】是由张弦梁结构发展而来的一种新型预应力钢结构。
它的上弦是立体桁架，基本构件中没有受力较为复杂的抗弯受压构件，各种杆件只承受轴向力。
它利用施加在索上的预应力使立体桁架产生反挠度，结构在荷载作用下的最终挠度得以减小，撑杆对立体桁架提供了支承，改善了它的受力性能，索承受了立体桁架的水平推力，减少了滑动支座的水平位移，从而减轻了其对支座产生的负担。
张弦桁架结构的各种构件受力简洁明确，拉压杆取长补短，协同工作，充分发挥了材料的受力特点，是一种典型的刚柔杂交的预应力钢结构体系。
张弦桁架结构的预应力是在没有外荷载作用下结构内部所维持的自平衡内力分布。
在张拉下弦拉索的施工过程中，拉索的张拉力并不是预应力，其通常包括两部分的效应，一部分为外荷载和结构自重所引起的拉索内力，还有一部分为预应力在拉索中产生的内力。
也就是说，如果结构中并不需要预应力的作用，张拉拉索实际上就是使拉索参与结构共同工作的过程，而不是施加预应力。
张弦桁架结构中是否需要张拉拉索产生预应力，通常有两种考虑：一种是出于改善上弦构件的受力性能，减小上弦构件的内力；二是防止在结构使用期间某种荷载工况(主要是屋面风吸力作用) 下可能会克服恒载的效应而使得拉索受压退出工作。
因此，拉索中维持一定的预应力可以保证拉索不出现压力。
对拉索施加预应力是使张弦桁架结构形成自平衡体系，具有较大整体刚度的关键。
当结构处于初始态时，预应力使结构上拱，形成一定的负挠度，承受外荷载时，结构产生正挠度，正负挠度相互抵消一部分，使结构最终挠度不会很大，从而充分发挥此类结构的优越性。
另外，预应力的施加使得结构各杆件内力减小，并且张弦桁架结构下弦采用高强拉索，预应力使材料的高强度性能得到充分发挥。
2 预应力的施加方法在张弦桁架结构中用有限元模拟预应力【2】通常有三种方法：力模拟法、初应变模拟法和等效降温法。
2.1力模拟法力模拟法是在下弦靠近支座处的两端施加大小相等、方向相反的预应力，来模拟千斤顶张拉钢索。
整个张拉过程分两步，第一步施加重力荷载，第二步施加预应力。
为了充分体现结构的非线性性质，每个荷载步中应取较多的子步数进行求解。
力模拟法可以逼真地模拟张拉过程，得到索拉力-位移曲线，但是不能在预应力张拉完毕后紧跟着进行施工阶段的加载分析，也不能研究施工完毕后结构在工作状态的力学性能。
因为，用一对大小相等、方向相反的力模拟索张拉有时会会使得两个节点间的索段发生松弛现象，从开始施加施工荷载到索开始受力这个过程中索力没有增加，这与实际情况不符。
2.2初应变法初应变法是通过两端索段或整个索段施加初应变来模拟预应力。
该方法先粗略地取定一个初应变进行求解，然后根据由此得到的下弦索拉力来调整初应变的数值进行第二次试运算，重复该步骤，直到下弦索拉力恰好达到期望值为止。
它的优点【2】是力学概念清晰、简单，能够实现预应力张拉完毕后紧跟着施工阶段的加载分析，研究结构在竣工后工作状态中的力学性能，缺点是仅仅适用于进行一次预应力张拉的工程，因为在求解的第一步初应变就会被完全地施加到结构中去，不能模拟工程中常见的多次预应力张拉的情况。
2.3等效降温法等效降温法是根据物体的热胀冷缩特性，对张弦桁架下弦的钢索进行降温使之收缩来模拟施加预应力的张拉过程，结构相应产生下弦受拉、腹杆受压和上弦受压弯的效应。
在进行有限元分析时可以先较粗略地取定一个温度荷载进行求解，根据由此得到的下弦索拉力来调整温度荷载的数值进行第二次运算，然后重复继续该计算步骤，直到下弦索拉力恰好达到期望值为止。
等效降温法的优点是可以灵活模拟一次和多次张拉过程，在张拉完毕后可以接着进行荷载态分析，并进一步研究施工完毕后结构在工作状态下的力学性能，即可模拟施工全过程。
研究表明，如果结构在施工过程中分级【3】施加预应力，将有可能使得张弦桁架结构的支承构件受力减少到最小程度。
等效降温法对于实际工程的预应力模拟比较准确，本文即采用该方法。
3 预应力的确定原则在进行张弦梁结构的设计分析时，首先要确定张弦梁结构的初始态【4】预应力大小和分布，然后才能确定结构零状态几何以及进行后续荷载态的分析。
根据预应力在结构中的作用，可以得出预应力大小合理取值的三个主要原则：（1）对于张弦桁架结构，就是尽量减小上弦杆轴拉力，使结构中内力分布比较合理，改善结构受力性能。
上弦构件的轴压力太大会造成结构的不经济。
（2）在各种可能工况下，索应保持拉应力，并有一定的安全储备，且不超过规定的应力比。
（3）过大的预应力使索张拉施工不方便，会增大张弦桁架吊装时整体失稳的可能性。
总之，张弦梁结构中预应力大小的合理取值受多种因素影响。
综上所述，本文对拉索预应力值的确定原则是：张弦桁架在屋盖恒载基本完成后，不考虑屋面活载及吊挂荷载的情况下，屋架的几何形状应与设计的相应节点坐标相符，即预应力产生的反拱与恒载（结构自重+支撑、檩条+屋面板）标准值产生的挠度大小相等的方法来确定预应力的大小。
在实际的工程中【5】很难同时满足确定原则中的所有要求，但从设计角度上看，此方法是比较合理并切合实际的。
4 算例分析4.1结构形式计算模型参考广州国际会议展览中心屋盖等实际工程，采用倒三角形断面的张弦立体桁架，桁架的中心线和拉索的轴线形状均采用二次抛物线。
整体结构由六榀同样的张弦桁架及其支撑系统组成一个独立的屋盖体系，每榀张弦桁架的中线间距为15m。
结构的支座跨度为130m，矢高为13m，垂度为8m，一端为固定铰支座，另一端为可滑动铰支座。
桁架截面宽3m、高3m；中部撑杆共11根，每根间距10m；侧向桁架支撑共5道，作为屋盖的纵向垂直支撑，除了在两侧支座及中部设置外，在1/4跨和3/4跨处各设置一道；未与垂直支撑相连的上弦节点布置檩条，间距为5m。
上述纵向支撑体系结合屋盖周边布置的水平支撑体系，使整个屋盖体系形成了较大的纵向空间刚度。
以单榀桁架结构为研究对象，其结构模型如图1所示。
图1 单榀张弦立体桁架的结构模型（单位：mm）fig. 1 sing model of string truss structure4.2单元类型对于张弦桁架结构模型，上、下弦杆采用beam188空间梁单元，腹杆、撑杆采用link8空间杆单元，拉索采用只能受拉不能受压的link10索单元。
4.3 荷载设计参数屋架自重由ansys【6】有限元自动计算，檩条支撑为0.4kn/m2，屋面板取0.2 kn /㎡，即恒荷载的标准值为0.6 kn/㎡，单榀张弦桁架上弦每个节点承受的荷载标准值为0.6×50×130/56=20.89kn，方向向下。
4.4 计算模型参数上弦杆截面尺寸为φ480×22mm，面积为316552m2，下弦杆为φ480×24mm，面积为3438m2，腹杆为φ180×8mm，面积为4323m2，撑杆为φ325×8mm，面积为7967m2，拉索截面尺寸为397φ7mm,，面积为15277m2，斜撑截面尺寸为φ219×6.5mm，面积为4339m2，檩条为h600×200×8×10，面积为8640m2。
上述构件除拉索外全部使用q345钢材，强度标准值为345mpa，强度设计值为310mpa，密度为7850kg/m3，线膨胀系数为1.2×105，弹性模量为2.06×105mpa。
φ7钢丝束强度标准值为1570mpa，强度设计值为1110mpa，密度为7850kg/m3，线膨胀系数为1.2×105。
4.5数据结果分析因结构变形较大，要使所有节点最终挠度都为零是不可能的，经过试算发现荷载作用下跨中截面桁架下弦节点14的位移最大，所以只需控制该节点的位移，把该节点作为控制点。
根据上文的预应力值确定原则，利用ansys有限元软件的apdl【7】参数化语言进行编程计算，具体计算流程如图2所示，最终确定张弦桁架结构拉索的初始预应力为1890kn，桁架跨中起拱值为287.09mm。
图2ansys参数化语言确定初始预应力流程图fig.2the process chart of initial pre-stress determined by ansys parametric language6 结语（1）对于张弦桁架结构，可以采用等效降温法模拟预应力，结合ansys有限元软件能够方便地求出初状态的内力分布，且与设计的初始态几何基本一致，能达到施工时的精度控制要求。