一个张弦梁工程实例的探讨

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多向张弦梁在桥梁工程中的应用案例

多向张弦梁在桥梁工程中的应用案例

多向张弦梁在桥梁工程中的应用案例张弦梁是一种在桥梁工程中广泛应用的结构形式,在建筑桥梁中拥有重要作用。

不仅能够满足桥梁设计的要求,还可以提高桥梁的整体稳定性和承载能力。

以下列举了几个在桥梁工程中应用张弦梁的案例,以展示其重要性和应用价值。

1. 铁路高速线张弦梁桥张弦梁在铁路高速线桥梁中的应用非常常见。

通过采用张弦梁结构,可以有效地提高铁路桥梁的承载能力和稳定性,同时减轻结构自重和减少材料的使用量。

通过合理的设计和施工,可以确保铁路高速线的行车安全和舒适性。

2. 水上交通桥在水上交通桥的设计中,也可以采用张弦梁结构。

这种结构形式可以有效地应对水上交通中的冲击力、风力和洪水等自然因素的影响,提高桥梁的稳定性和安全性。

同时,张弦梁桥在水上交通桥的设计中还具有优良的经济性和施工便利性。

3. 高大跨度张弦梁桥对于超大跨度桥梁,张弦梁结构也是一种很好的选择。

张弦梁可以通过合理的设计和使用先进的材料和技术,使得大跨度桥梁能够承受更大的荷载,并保证桥梁的稳定性和耐久性。

这种结构形式在大跨度桥梁的设计和建设中具有重要的应用价值。

4. 弧线形张弦梁桥弧线形张弦梁桥是一种在山区和复杂地形条件下常见的桥梁结构形式。

它可以根据山区地形的变化和公路线路的要求,进行合理的弧线设计,以适应复杂地形的要求。

弧线形张弦梁桥还能够减少桥梁结构的自重和对基础的要求,提高桥梁在山区的适应性和安全性。

5. 张弦梁拱桥张弦梁拱桥是将张弦梁和桥拱结构相结合的一种桥梁形式。

这种结构可以充分利用张弦梁和拱桥各自的优点,提高桥梁的整体稳定性和抗震性能。

张弦梁拱桥在道路和铁路桥梁的设计和建设中有着广泛的应用。

总结:张弦梁在桥梁工程中的应用案例丰富多样,不仅能够满足桥梁设计的要求,还可以提高桥梁的整体稳定性和承载能力。

通过合理的设计和施工,张弦梁可以应对各种复杂的地形和环境要求。

随着科技和材料的不断进步,相信张弦梁在桥梁工程中的应用将会越来越广泛,为未来桥梁工程的发展提供更多可能性。

张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例

张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例

张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例张弦梁结构在桥梁工程中的应用广泛,其设计灵活、施工简便以及良好的力学性能使得它成为许多桥梁工程的首选。

本文将介绍几个典型的张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例,从而详细说明其优点和适用范围。

1. 赛罕港水上大桥赛罕港水上大桥是内蒙古自治区呼和浩特市的一座重要城市道路桥梁,该桥采用了张弦梁结构设计。

该桥的主跨由多个张弦梁构成,每个张弦梁由悬臂臂梁与两端的斜拉索连接。

这种结构设计使得桥梁具有较大的承载能力和稳定性,在满足通行要求的同时减小了对地基的荷载影响。

2. 清江大桥清江大桥是贵州省黔东南苗族侗族自治州的一座公路桥梁,该桥也采用了张弦梁结构。

清江大桥的设计与施工充分体现了张弦梁结构的优势。

通过合理设计,桥梁减少了材料的使用量,同时保证了桥梁的强度和稳定性。

该桥梁的开敞性和纵向刚度良好,提高了桥梁的通行效率和安全性。

3. 金河大桥金河大桥是广州市的一座铁路桥梁,该桥采用了张弦梁结构。

金河大桥的设计通过减小桥梁的自重和降低施工难度来提高工程质量和效益。

该桥梁的主跨采用了张弦梁结构,使得桥梁的支撑系统相对简单,减少了对支撑墩的需求,从而提高了桥梁通行的安全性和便利性。

4. 大兴安岭跨界大桥大兴安岭跨界大桥位于中国黑龙江省与俄罗斯境内,在继承了世界上最大的张弦梁结构特点的基础上,采用了新材料和新技术进行设计和建造。

该桥梁在受到严寒气候的考验下,显示出了张弦梁结构的优秀性能和稳定性。

通过科学的设计和材料选择,桥梁在极端环境下能够保持良好的运行状况,为两国人民的交流提供了便利。

总结:以上所述案例仅仅是张弦梁结构在桥梁工程中的一小部分应用,仅供参考。

张弦梁结构因其设计灵活、施工简便以及良好的力学性能,成为了许多桥梁工程的首选。

无论是工程规模较小的公路桥梁,还是建设于恶劣气候条件下的大型跨湖桥梁,张弦梁结构都能够提供可靠的解决方案。

随着材料和技术的不断进步,相信张弦梁结构在桥梁工程中的应用将会进一步扩大。

探讨多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例

探讨多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例

探讨多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例多向张弦梁结构是一种常用于桥梁工程中的结构形式,具有较高的刚度和强度,能够承受大跨径和大荷载。

本文将探讨多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例,以展示其广泛的适用性和优越性。

一、澜沧江大桥澜沧江大桥是位于中国云南省的一座公铁两用悬索桥,采用了多向张弦梁结构。

该桥全长约1230米,主跨达到816米,是世界上主跨最长的铁路悬索桥。

多向张弦梁结构在该桥设计中发挥了重要作用,使得桥梁具有了足够的刚度和跨度能力,能够安全可靠地承载列车和车辆的运行。

二、远东大桥远东大桥是俄罗斯建设在符拉迪沃斯托克的一座铁路悬挂桥,也采用了多向张弦梁结构。

该桥主跨达到了1104米,是世界上主跨最长的铁路悬挂桥。

多向张弦梁结构的设计使得桥梁具有了超长跨度的能力,为远东地区的交通运输提供了极大的便利。

三、大运河博览桥大运河博览桥是位于中国江苏省的一座公路斜拉桥,同样采用了多向张弦梁结构。

该桥主跨达到了618米,是目前国内主跨最长的公路斜拉桥。

多向张弦梁结构的应用使得桥梁的荷载传递更加合理,提高了桥梁的承载能力和抗风性能,同时也减小了整体的结构重量,节省了材料使用和施工成本。

四、苏通大桥苏通大桥是位于中国江苏省苏州市和通州市之间的一座公铁双层斜拉桥,同样采用了多向张弦梁结构。

该桥主跨达到了1088米,是中国目前主跨最长的公路斜拉桥,也是世界上第四长的公路斜拉桥。

多向张弦梁结构的应用在该桥设计中优化了整体结构,使得桥梁更加稳定、刚度更高,进一步保证了桥梁的安全性和耐久性。

五、三义大桥三义大桥位于中国台湾,是一座公路悬索桥,也采用了多向张弦梁结构。

该桥主跨达到了876米,是台湾目前主跨最长的公路悬索桥。

多向张弦梁结构的应用使得桥梁能够满足台湾地区复杂的地震和台风环境要求,确保了桥梁的安全可靠运行。

综上所述,多向张弦梁结构在桥梁工程中具有广泛的应用案例。

它能够满足大跨度和大荷载的桥梁设计要求,提高了桥梁的刚度和稳定性,增强了桥梁的安全性和耐久性。

多向张弦梁结构在桥梁设计中的案例研究

多向张弦梁结构在桥梁设计中的案例研究

多向张弦梁结构在桥梁设计中的案例研究桥梁是连接两个地理区域的关键结构,它承载着来往车辆和行人的重量。

在桥梁设计中,多向张弦梁结构被广泛应用,以提供更好的结构强度和刚度,同时降低桥梁的自重。

本文将通过案例研究,探讨多向张弦梁结构在桥梁设计中的应用和优势。

案例一:国家大剧院桥(鸟巢桥)国家大剧院桥,俗称鸟巢桥,是作为2008年北京奥运会主场馆之一的鸟巢体育场的主要入口桥梁。

这座桥梁的设计中采用了多向张弦梁结构,其特点是在混凝土桥面上设置了多个斜向的张弦梁。

这种设计使得桥梁的自重减小,在提供足够刚度和强度的同时,减轻了对桥墩的荷载。

此外,多向张弦梁结构还使桥梁的灵活性增强,以应对复杂的环境和气候变化。

案例二:巴黎米兰的米凯尔佳翁大桥米克尔佳翁大桥是连接法国和意大利的一座公路桥梁。

这座桥梁采用了多向张弦梁结构,通过在桥面上设置多个斜向的张弦梁,使得桥梁在对行驶车辆和行人提供支持的同时,保持结构轻巧。

多向张弦梁结构还使得桥梁具有较好的风振和地震抗性,提高了桥梁的安全性能。

此外,这种独特的结构设计还使得桥梁成为一座艺术品,吸引了许多游客。

案例三:杯架道桥杯架道桥是美国加州一座重要的公路桥,它采用了多向张弦梁结构,以适应跨越杯架道谷地的需求。

桥梁的设计中使用了混凝土甲板和多个斜向的张弦梁,通过这种设计,使得桥梁的自重减小,并且提供足够的刚度和强度。

这种设计使得桥梁在面对地区的地震活动时具有较好的抗性,并能够更好地分散荷载。

在以上案例中,多向张弦梁结构在桥梁设计中的应用为我们展示了其独特的优势。

首先,多向张弦梁结构能够降低桥梁的自重,提高桥梁的承重能力。

其次,多向张弦梁结构能够提供足够的刚度和强度,使得桥梁在使用过程中具有更好的稳定性和安全性。

此外,多向张弦梁结构还能够应对复杂的环境和气候变化,增强桥梁的灵活性。

最重要的是,多向张弦梁结构在桥梁设计中具有艺术性,可以成为城市的地标和旅游景点。

综上所述,多向张弦梁结构在桥梁设计中具有广泛的应用和优势。

多向张弦梁结构在桥梁工程中的成功案例研究

多向张弦梁结构在桥梁工程中的成功案例研究

多向张弦梁结构在桥梁工程中的成功案例研究多向张弦梁结构是一种应用广泛的桥梁结构形式,通过合理的设计和施工可以在桥梁工程中取得较好的效果。

本文将就多向张弦梁结构在桥梁工程中的成功案例进行研究和探讨。

首先,我们将介绍三座采用多向张弦梁结构设计的成功案例,分别是新加坡的东海岸大道天桥、澳大利亚的悉尼港隧道大桥和日本的神田川大桥。

东海岸大道天桥是新加坡的著名景点,该桥横跨马林百列高速公路,采用了多向张弦梁结构。

该桥的设计既体现了美观性,又保证了结构的稳定性和承载能力。

通过多向张弦梁结构,桥梁的主要承力构件分布在桥梁底部,使得桥面更加宽敞,路面交通更加便利。

此外,由于张弦梁的优异的抗弯能力,能够充分发挥桥梁的整体稳定性。

东海岸大道天桥的成功建造为新加坡的城市交通提供了有力的支持。

悉尼港隧道大桥是澳大利亚的一座重要交通枢纽,也采用了多向张弦梁结构。

该桥在穿越悉尼港隧道时,结构设计精巧,能够承担大量的车辆和行人流量。

多向张弦梁结构使得桥梁的主梁布置在桥面以下,提高了桥梁的稳定性和安全性。

同时,这种结构形式还能够有效减小桥梁自身的重量,降低了工程造价。

神田川大桥是日本的一座铁路桥梁工程,也采用了多向张弦梁结构。

该桥为日本的铁路运输提供了重要的通道,极大地促进了当地的经济发展。

多向张弦梁结构使得桥梁的受力均匀分布,能够承受较大的荷载,保证了桥梁的安全运行。

此外,该桥的设计还充分考虑了环保因素,采用了可持续材料和节能设计,对环境造成的影响减小到最低限度。

除了以上的三座成功案例,多向张弦梁结构在桥梁工程中有着广泛的应用。

该结构形式具有如下特点和优势:首先,多向张弦梁结构能够充分利用材料的抗拉性能,提高了桥梁的承载能力和稳定性。

由于桥梁的主要受力构件位于桥梁底部,能够有效分散和传递荷载,减小了桥面的挠度和变形。

其次,多向张弦梁结构形式设计灵活,能够满足各种不同桥梁跨度和载荷要求的工程需求。

根据实际情况,可以调整桥面的高度、宽度和长度,使得桥梁结构更加合理和优化。

一个张弦梁工程实例的探讨

一个张弦梁工程实例的探讨

一个张弦梁工程实例的探讨摘要张弦梁结构最早是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系,按其结构形式可将其分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。

本文所涉及的结构即为平面张弦梁结构的张拉拱形式,本文通过对现场的工程实例中出现的实际问题及其分析、解决办法进行介绍,并分别从设计和施工两个角度分别对结构形式、钢拉杆张拉方案等设计本身及施工中实际遇到的问题进行剖析,从理论上提出了解决办法及其理论依据,并通过实践使解决办法得到了验证。

关键词:张弦梁张拉拱钢拉杆张拉一、工程实例1.1工程概况北京某地铁线高架站站房屋架设计采用平面张弦梁张拉拱形式,上拱梁采用φ299×12mm钢管,材质为Q345B,张拉段梁长度为11.3m;柔性拉索采用Q650B 材质的φ40mm的钢棒拉杆,拉杆上端通过耳板与横梁下连接板销钉连接,下端通过耳板与竖向撑杆下端销钉连接,连接采用直径Φ40mm销钉;竖向撑杆上端设计亦采用Φ40mm销钉和拱梁连接,竖向撑杆为1根主杆为Φ83×7mm的钢管,各榀梁在横梁顶部沿屋架纵向用Φ102×5mm钢管系杆连接系杆横向间距4m。

设计施工图明确张弦梁初始态的上弦失高为34mm,拉索(杆)张拉力为124KN;拉杆的张拉采用旋拧拉杆两端的六角螺母施加预应力而进行。

工程实体照片及构件位置关系1.2施工深化方案及产生问题1.2.1施工深化方案施工单位对设计图纸进行审图和深化设计,确定采用把张弦梁各组成部分采用散件吊装,进行高空拼接最后张拉的方案。

因此,为了钢结构施工高空安装方便,深化设计时,竖向撑杆和拱梁销钉连接处的连接板间游隙预留为5mm;张拉杆采用厂制成品钢拉杆,按照设计拉杆尺寸定制专用张拉螺母,螺母设计按照螺纹沿杆轴方向承压600KN以上设计。

施工单位对横梁深化设计时,考虑结构自重、设计张拉力及初始态上拱值,使用结构软件利用反迭代法进行零状态的计算,确定放样状态。

张拉钢拉杆预拉力采用扭矩—拉力转换的方式确定,利用经验公式扭矩T = KPd,系数K值由经验确定为0.2;P为拉杆预拉力;d为拉杆直径。

运用多向张弦梁结构的工程案例分析

运用多向张弦梁结构的工程案例分析

运用多向张弦梁结构的工程案例分析概述:多向张弦梁结构是一种常用的结构形式,具有较高的承载能力和刚度特性。

它在多个领域,如桥梁、建筑和航空航天等方面都得到广泛应用。

本文将通过案例分析,探讨运用多向张弦梁结构的工程案例,以展示其在实际应用中的重要性和效果。

1. 案例一:悬索桥悬索桥是多向张弦梁结构的经典案例之一。

通过横跨两个支点的主缆和斜拉索的相互作用,悬索桥能够跨越较大跨度,并且具备较高的荷载能力。

例如,中国的苏通大桥是世界上最长的公路悬索桥之一,主跨长达1092米,采用多向张弦梁结构,在面对大风荷载和车流荷载时表现出良好的稳定性和刚度。

2. 案例二:拱桥拱桥是另一个常见的多向张弦梁结构案例。

拱桥的特点是通过拱形结构将荷载分散到基础上,从而减小对桥墩的压力。

这种结构形式在建筑中也有广泛应用,例如罗马的科利塞乌姆拱和巴黎的圣母院。

拱桥的优点在于其稳定性和结构简洁性,通过良好的材料选择和结构设计,可以实现较大跨度的拱桥梁。

3. 案例三:建筑结构除了桥梁领域,多向张弦梁结构也在建筑领域广泛应用。

例如,迪拜的哈利法塔是世界上最高的建筑之一,其结构采用了多向张弦梁的原理。

通过合理的空间分布和支撑结构的安排,哈利法塔在承载垂直负荷的同时,能够有效地抵抗水平荷载和风荷载。

这种工程案例不仅具有实用性,还具备较高的美学价值。

4. 案例四:航空航天多向张弦梁结构在航空航天领域也有重要应用。

例如,飞机的机翼结构采用了多向张弦梁的设计,通过合理的布置、高强度材料和精确的加工工艺,实现了较大的机翼展弦比和较高的结构刚度。

这种结构设计能够减小飞机在飞行时的空气阻力,提高飞行效率和安全性。

结论:多向张弦梁结构是一种重要的工程结构形式,在桥梁、建筑、航空航天等领域都有广泛应用。

通过上述案例分析,我们可以看到多向张弦梁结构在实际工程中的优势和效果。

凭借其高承载能力、良好的刚度特性和结构简洁性,多向张弦梁结构将持续在各个领域发挥重要作用。

多向张弦梁结构在桥梁工程中的实践与效果分析

多向张弦梁结构在桥梁工程中的实践与效果分析

多向张弦梁结构在桥梁工程中的实践与效果分析张弦梁是一种常用的桥梁结构形式,其设计和施工在桥梁工程中得到广泛应用。

本文将从实践和效果两个方面对多向张弦梁结构进行分析和探讨。

首先,我们来了解一下多向张弦梁结构的特点和优势。

多向张弦梁结构是一种由多根导杆组成的桥梁结构,通过张拉杆件的作用,将桥面板拉伸成为整体,形成一个坚固的桥梁结构。

相对于传统的梁式桥,多向张弦梁具有以下几个优势:1. 经济高效:多向张弦梁结构具有较高的强度和刚度,可以减少材料使用量,降低桥梁自重,从而降低了建设成本。

2. 跨度大:多向张弦梁结构可以实现跨度大、塔高低的设计,适合应用于大跨度桥梁工程。

3. 抗震性好:多向张弦梁结构的各个导杆相互作用,形成了一种抗震协同效应,能够有效抵抗地震力的作用。

4. 施工方便:多向张弦梁结构的施工相对简便,可以采用预制构件进行加工和调试,然后再进行现场组装。

以上是多向张弦梁结构的一些优势,接下来我们将从实际工程案例中分析其实践效果。

首先,我们来看一个典型的案例,国家地震局北川特大地震工程防震加固项目。

在这个项目中,多向张弦梁结构被应用于跨越阿坝河的主桥设计中。

该桥梁采用了3根正张杆和3根反张杆,通过对各根张杆的力学模型分析和计算,确保了整座桥梁的稳定性和安全性。

在2008年5.12汶川地震发生后,这座桥梁经受住了地震的考验,未发生破坏,验证了多向张弦梁结构的抗震性能。

另一个案例是湖南省郴州市粤湖大桥工程。

该桥是一座跨越湘江的大跨度桥梁,采用多向张弦梁结构设计。

这座桥从设计、施工到投入使用,都展现了多向张弦梁结构的良好实践效果。

经过多次负荷测试和安全评估,该桥梁在使用过程中表现出良好的刚度和稳定性,为周边地区的交通发展提供了可靠的保障。

多向张弦梁在桥梁工程中的实践效果表明,这种结构形式具有较好的自重与自振频率之比,对降低桥梁振动起到了积极的作用。

而且,多向张弦梁结构的构造简单,工期短,可以减少施工难度和工程成本。

张弦梁结构在地下工程与隧道设计中的实例分析

张弦梁结构在地下工程与隧道设计中的实例分析

张弦梁结构在地下工程与隧道设计中的实例分析张弦梁结构是一种常见的桥梁结构类型,其具有承载能力强、刚度大、结构简洁等优点,在地下工程与隧道设计中也得到了广泛的应用。

本文将通过实例分析,探讨张弦梁结构在地下工程与隧道设计中的应用。

在地下工程与隧道设计中,张弦梁结构常用于地下通道、地下车库、地下商业空间等场所的梁式结构设计。

在这些工程中,由于空间限制和地下环境的复杂性,张弦梁结构能够提供有效的解决方案。

首先,我们来看一个地下通道的设计案例。

某城市计划在地下铁道站点下方建设一座地下通道,以便乘客方便地在各个站点之间换乘。

由于地下通道跨度较大,需要一种能够承载大荷载的结构形式。

设计师选择了张弦梁结构作为通道的主要承重构件。

通过合理的设计和分析,张弦梁结构可以提供足够的承载能力,并保证通道的整体稳定性和安全性。

接下来,我们以地下车库的设计为例。

地下车库通常需要大跨度的空间来容纳多量的车辆。

张弦梁结构在地下车库设计中的应用可以有效地满足这一需求。

设计师可以通过合理设置张弦梁结构的位置和跨度,实现空间的最优利用。

此外,张弦梁结构的设计还可以考虑车库内的日照问题,通过张弦梁结构的特殊形式,使得日照能够更好地进入车库内部,提供更好的照明条件。

除了地下通道和地下车库,张弦梁结构还可以应用于地下商业空间的设计。

地下商业空间需要一个开放的、无柱的空间来展示商品和提供服务。

而张弦梁结构的特点恰好可以满足这一要求。

通过张弦梁结构的设计,可以提供足够的悬挑空间,使得商业空间的布局更加灵活自由。

在地下工程与隧道设计中,张弦梁结构的设计需要考虑到地下环境的特殊性,例如地下水位、地下土层等。

合理的地下调查和地质勘察是设计的前提,通过对地质及水文条件的详细了解,可以在设计中针对性地考虑防水、增加承载力等措施。

总结而言,张弦梁结构在地下工程与隧道设计中具有广泛的应用前景。

其优势在于提供强大的承载能力、刚度和简洁的结构形式。

通过合理的设计和分析,张弦梁结构可以满足地下工程和隧道的多样化需求。

多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例分析

多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例分析

多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例分析案例一:金江大桥金江大桥是一座跨越中国金江的双向六车道高速公路桥梁,采用了多向张弦梁结构。

该桥的设计目标是满足大流量、高强度交通要求,同时具备较高的抗震性能。

在设计中,采用了多向张弦梁结构可以有效地提高桥梁的承载能力。

该结构采用了多个张弦梁,使得桥梁在各个方向上都能承受荷载,提高了整体的抗弯刚度。

同时,张弦梁结构还能够有效地分散荷载,降低桥梁的自重,提高了桥梁的抗震性能和承载能力。

案例二:世纪大桥世纪大桥是一座跨越美国旧金山湾的斜拉桥,也采用了多向张弦梁结构。

这座桥梁是美国最长的斜拉桥,也是世界上最长的斜拉桥之一。

多向张弦梁结构在世纪大桥的设计中发挥了重要作用。

桥梁的主跨采用了大跨度的张弦梁结构,使得桥梁能够承受重大的荷载,满足车辆和行人的需求。

该结构在多个方向上均具有良好的刚度和承载性能,能够有效地抵抗弯曲和变形。

此外,多向张弦梁结构还具有较好的风荷载适应性,可以在高风速环境下维持桥梁的稳定和安全。

案例三:黄河大桥黄河大桥是一座跨越中国黄河的铁路桥梁,也是世界上第一座采用多向张弦梁结构的大型连续刚构桥。

该桥梁由于地质条件复杂,水流湍急,设计中面临诸多挑战。

多向张弦梁结构的采用使得黄河大桥能够应对复杂的地质条件和强劲的水流压力。

结构中的多个张弦梁承担了荷载分担和桥面板刚度增强的主要作用。

此外,多向张弦梁结构还能够减小桥梁的自重,降低了对桥墩的需求,提高了桥梁的抗震性能和承载能力。

综上所述,多向张弦梁结构在桥梁工程中的应用案例分析表明,该结构具有良好的承载能力、抗震性能和适应性。

它能够有效地分散荷载、提高桥梁的抗弯刚度和稳定性,满足大流量、高强度交通要求。

此外,多向张弦梁结构还能够减小桥梁的自重,降低对桥墩的需求,提高桥梁的抗震能力和承载能力。

因此,多向张弦梁结构在桥梁工程中具有广泛的应用前景。

应用多向张弦梁结构的建筑工程案例分析

应用多向张弦梁结构的建筑工程案例分析

应用多向张弦梁结构的建筑工程案例分析引言:多向张弦梁结构是一种在建筑工程中常用的结构形式,它具有承载能力强、刚度高、适应性广等特点,被广泛应用于桥梁、体育场馆、展览馆等建筑工程领域。

本文将结合实际案例,对应用多向张弦梁结构的建筑工程进行分析,探讨其设计原理和施工过程。

一、案例背景本案例是一座体育馆工程,该体育馆为了满足大型体育比赛和演出的要求,采用了多向张弦梁结构。

该结构通过合理分布张弦梁和斜拉杆,达到了支撑大跨度的目的,且不受其自重的影响。

二、结构设计原理多向张弦梁结构的设计原理主要包括三个方面:结构布置、内力分配和荷载传递。

本案例中,结构布置首先考虑到体育馆内部视野的要求,通过合理的布置保证观众可以有较好的视野;内力分配是指将荷载合理地分配到张弦梁和斜拉杆上,使得各个构件承受的力均衡;而荷载传递则是通过张弦梁和斜拉杆将荷载传递到基础上,使整个结构得以稳定支撑。

三、结构材料选择在多向张弦梁结构设计中,结构材料的选择至关重要。

本案例中,梁槽、张弦梁和斜拉杆均采用高强度钢材制造,以保证结构的承载能力和稳定性。

同时考虑到体育馆使用寿命的要求,采用防腐蚀涂层对结构进行处理,以延长材料的使用寿命。

四、施工过程多向张弦梁结构的施工过程包括结构安装、张拉和调整。

首先进行基础施工,确保基础的稳定性;然后,根据设计图纸安装支撑系统和连杆,通过张拉设备对张弦梁和斜拉杆进行预拉力调整;最后,对整个结构进行调整,确保结构水平、垂直平整。

五、结构优势与应用前景多向张弦梁结构具有很多优势,首先是其承载能力强,可以支撑大跨度的建筑工程,提高了空间利用效率;其次是结构刚度高,可以抵御自然灾害如地震等的冲击;此外,张弦梁结构具有优美的造型和良好的适应性,可以满足不同建筑用途的需求。

针对多向张弦梁结构的应用前景,随着人们对建筑空间利用率和建筑美学的要求不断提高,多向张弦梁结构将会得到更为广泛的应用。

未来的建筑工程中,多向张弦梁结构可以应用于体育场馆、剧院、大型展览馆等建筑项目,为人们提供舒适、安全、美观的建筑环境。

多向张弦梁结构在建筑工程中的案例研究

多向张弦梁结构在建筑工程中的案例研究

多向张弦梁结构在建筑工程中的案例研究引言:多向张弦梁结构是一种在建筑工程中常用的创新结构系统,它具有较高的强度和刚度,能够提供更大的空间覆盖,且结构布局灵活。

本文通过对多个建筑工程案例的研究和分析,探讨多向张弦梁结构的应用实例、性能特点以及与传统结构的比较,并总结出其在不同场景下的适用性和优势。

一、案例一:某商业中心大跨度空间覆盖结构某商业中心项目为了实现大跨度空间覆盖,采用了多向张弦梁结构。

该结构使用了张弦梁作为主要承载构件,高高低低地跨越整个室内空间。

通过多向张弦梁的应用,实现了大跨度无柱空间的设计需求,使得商业中心内部没有明显的支撑构件,提供了更大的自由度和灵活性,并且能够容纳更多商业设施和顾客。

二、案例二:某体育馆屋盖结构某体育馆项目为了实现大面积的屋盖覆盖,选择了多向张弦梁结构。

该结构系统以张弦梁为主要构件,通过跨度较大的布置实现了无柱空间。

与传统的桁架结构相比,多向张弦梁结构具有较高的强度和刚度,能够承受更大的荷载,并提供更好的防护性能。

此外,多向张弦梁结构的设计还充分考虑了体育馆内部观众视野的需求,使观众在比赛期间享受到更好的观赛体验。

三、案例三:某展馆大屋盖结构某展馆项目为了实现大面积的独特屋盖结构,采用了多向张弦梁作为基础承载结构。

通过远大跨度的张弦梁,展馆内部得以呈现出广阔的空间感,同时强调了展览品的重要性。

该结构的设计将张弦梁视为艺术元素的一部分,使之成为展馆内部的焦点和亮点。

多向张弦梁结构的应用不仅具有实用性,还增添了展馆的观赏性。

四、多向张弦梁结构的特点:1. 多向张弦梁结构具有较高的强度和刚度,能够在大跨度下提供稳定的支撑。

2. 多向张弦梁结构的设计灵活性较强,能够适应各种建筑形式和空间需求。

3. 多向张弦梁结构能够提供大面积无柱空间,使得内部空间的利用率更高。

4. 多向张弦梁结构在荷载承受和分布方面表现优秀,能够稳定地支撑大面积屋盖。

5. 多向张弦梁结构的设计能够充分考虑建筑内部布局和观众视野,提供更好的使用体验。

基于张弦梁结构的桥梁工程案例分析

基于张弦梁结构的桥梁工程案例分析

基于张弦梁结构的桥梁工程案例分析在桥梁工程中,张弦梁结构是一种常见且重要的设计形式。

它由弯曲和拉伸的梁材料组成,形成一个“张弦”的结构,能够承受桥梁所受到的荷载并保持稳定。

本文将通过一个具体的桥梁工程案例来进行分析,探讨张弦梁结构在实际工程中的应用和优势。

某城市规划部打算修建一座跨越两岸的河流的桥梁,以便解决居民的出行问题。

在考虑了多种设计方案后,最终决定采用张弦梁结构。

该结构被广泛应用于桥梁工程中,因其设计灵活性、施工便捷性和经济效益而备受青睐。

首先,张弦梁结构的设计灵活性使其适用于多种桥梁类型。

在这个案例中,考虑到该桥梁需要跨越河流,而河流宽度较大,因此需要一种能够支撑大型跨度的结构。

张弦梁结构能够灵活地调整梁的长度和高度,以适应不同的桥梁跨度需求。

这种结构的设计可以根据不同的地理和工程条件进行优化,从而实现在不同环境下的施工和使用。

其次,张弦梁结构的施工相对便捷。

在建设桥梁工程时,施工速度和成本是重要考虑因素。

相比于其他桥梁结构,张弦梁结构的施工时间较短,能够有效缩短施工周期。

张弦梁结构的梁材料可以预先加工制作,并在现场进行简单的组装,大大减少了工程现场对建筑设备和材料的要求。

这种施工方式还能减少对交通和环境的影响,提高了施工效率和施工质量。

此外,张弦梁结构还具有较高的经济效益。

在桥梁工程中,成本是一个重要的考虑因素。

相比于其他桥梁结构如钢箱梁或悬索桥,张弦梁结构的建设成本较低。

这主要得益于它所需的材料少、施工简单和节省的工期。

此外,在桥梁工程中,维修和保养的成本也是一个重要问题。

张弦梁结构的维修和保养相对简单,所需的成本和时间也较低。

在上述案例中,选择基于张弦梁结构的桥梁设计方案不仅满足了规划部的要求,也体现了设计方案的灵活性、施工便捷性和经济效益。

通过合理的设计和施工,该桥梁将有效解决河流两岸居民的出行问题,提高交通运输效率,促进城市发展。

总结起来,基于张弦梁结构的桥梁工程案例分析表明,张弦梁结构在实际工程中具有许多优势。

多向张弦梁结构在建筑工程中的应用案例分析

多向张弦梁结构在建筑工程中的应用案例分析

多向张弦梁结构在建筑工程中的应用案例分析引言:多向张弦梁结构是一种新型的结构体系,在建筑工程中有着广泛的应用。

本文将通过对几个案例的分析,探讨多向张弦梁结构在建筑工程中的应用以及其优势。

案例一:北京大兴国际机场航站楼作为中国目前最大的单体建筑,北京大兴国际机场航站楼采用了多向张弦梁结构。

这种结构体系能够有效地支撑大跨度的屋盖,减少柱子的使用,提供更开阔的空间,使得航站楼内部布局更加灵活。

此外,多向张弦梁结构还具备优异的空气动力学性能,能够减小对风的敏感性,提高航站楼的安全性能。

案例二:东京国立竞技场作为2020年东京奥运会的主场馆,东京国立竞技场采用了多向张弦梁结构。

由于竞技场需要较大的空间来容纳观众,多向张弦梁结构的使用有效实现了大跨度结构,并且提供了更好的视野,让观众可以更好地观赛。

此外,这种结构体系还具备良好的声学性能,使得观众在竞技场内能够享受到良好的音效效果。

案例三:深圳平安金融中心作为深圳的地标建筑,平安金融中心采用了多向张弦梁结构。

该结构体系的应用使得建筑的立面更加光滑,视觉效果更加优雅。

此外,多向张弦梁结构还能够分担建筑物的荷载,提高建筑的稳定性和承载能力。

在高层建筑中,这种结构体系的应用对于保障建筑的安全性至关重要。

案例四:上海中心大厦作为目前中国最高的建筑,上海中心大厦采用了多向张弦梁结构。

这种结构体系的应用使得大厦的内部空间得到了很好的优化和利用,同时能够有效地减小建筑的自重,降低地基对大厦的影响。

此外,多向张弦梁结构在高层建筑中还能够较好地抵抗地震的影响,提高了建筑的抗震能力。

结论:通过对多个建筑工程中多向张弦梁结构的应用案例的分析,我们可以看到这种结构体系在建筑领域具有广泛的应用前景。

多向张弦梁结构能够实现大跨度的结构,提供更灵活的内部空间布局,保证建筑的安全性和稳定性,并且具备良好的空气动力学性能和声学性能。

因此,在未来的建筑工程中,我们可以进一步推广和应用多向张弦梁结构,以满足不同建筑项目的需求。

多向张弦梁结构在建筑领域的创新应用案例

多向张弦梁结构在建筑领域的创新应用案例

多向张弦梁结构在建筑领域的创新应用案例近年来,多向张弦梁结构在建筑领域得到了越来越广泛的应用。

多向张弦梁结构是一种新型的结构体系,具有轻量化、高度可延展性、大跨度等特点,能够满足现代建筑对于形态、功能和建造的多种要求。

本文将介绍几个多向张弦梁结构在建筑领域的创新应用案例,以展示其在实际工程中的运用。

1. 水立方国家游泳中心(北京,中国)水立方国家游泳中心是2008年北京奥运会的著名建筑之一。

它采用了多向张弦梁结构,使得整个建筑物呈现出华丽的外观。

该结构系统由多个大跨度空间桁架组成,结构轻巧而稳定。

这种创新的结构设计为水立方的建造创造了条件,使其成为一座充满活力和特殊魅力的建筑。

2. 武汉天河机场(武汉,中国)武汉天河机场的航站楼是由多向张弦梁结构组成的一个典型案例。

在这个设计中,大跨度的张弦梁结构在建筑的顶部形成了一个独特的波浪状屋顶。

这种结构设计不仅创新而且美观,为乘客提供了宽敞明亮的航站楼空间,同时还能够有效地分担风载和荷载。

3. 库塔巴鼓手技术学院(纽约,美国)库塔巴鼓手技术学院是一座位于纽约市布鲁克林区的建筑,其特点之一是其充满创意的外观设计。

该建筑采用了多向张弦梁结构,使得其外墙呈现出波形的形态。

这种创新的结构设计使建筑在空间感和曲线美上达到了极致,吸引了许多人的目光。

4. 芝加哥音乐厅(芝加哥,美国)芝加哥音乐厅是一座世界著名的音乐场所,其建筑设计采用了多向张弦梁结构。

这种设计使得音乐厅的屋顶呈现出大跨度的波浪状,不仅具有美观性,还能够为该建筑提供良好的声学效果。

因此,多向张弦梁结构为音乐厅创造了一个独特而又完美的演出环境。

5. 阿拉伯塔尔玛尔中央市场(多哈,卡塔尔)阿拉伯塔尔玛尔中央市场是一座以传统市场为灵感的建筑,同时也是多向张弦梁结构的创新应用案例之一。

这座市场采用了复杂的曲线和飞翼形的结构设计,使得整个建筑物既有现代感又充满传统魅力。

多向张弦梁结构的运用,使得市场内部的空间得到了最大化的利用,同时又保持了建筑的整体稳定性。

张弦梁结构在大跨度桥梁设计中的应用案例

张弦梁结构在大跨度桥梁设计中的应用案例

张弦梁结构在大跨度桥梁设计中的应用案例在大跨度桥梁设计中,张弦梁结构是一种常见且被广泛应用的桥梁结构形式。

本文将通过介绍几个具体的张弦梁结构应用案例,探讨其在大跨度桥梁设计中的优势和应用情况。

第一个案例是中国的温州湾大桥。

温州湾大桥是一座全长约36.58公里的大跨度跨海铁路桥梁,采用了张弦梁结构。

该桥梁的设计通过合理配置张弦梁,实现了高效的承载能力和稳定性,成功解决了大跨度跨海桥梁所面临的挑战。

同时,张弦梁结构的设计也使得桥梁具有良好的抗风性能,确保了桥梁在恶劣天气条件下的安全性。

第二个案例是美国的金门大桥。

金门大桥是旧金山湾区标志性的大跨度桥梁,也是典型的张弦梁结构。

该桥梁的设计采用了悬臂式张弦梁结构,并且在施工过程中采用了拱形主塔来支撑悬臂桥梁的构造。

这种设计方案不仅保证了桥梁的稳定性和安全性,还增加了桥梁的美观性和风景价值。

金门大桥的成功应用证明了张弦梁结构在大跨度桥梁设计中的可行性和优势。

第三个案例是德国的米斯堡大桥。

米斯堡大桥是一座横跨莱茵河的斜拉桥,也采用了张弦梁结构。

该桥梁设计的一个显著特点是,它的张弦梁采用了混凝土材料,而不是传统的钢材。

这种设计方案不仅提高了桥梁的耐久性和抗腐蚀性,还降低了桥梁的维护成本。

米斯堡大桥的成功应用表明了张弦梁结构的创新和多样化应用,在大跨度桥梁设计中具有重要的意义。

以上三个案例展示了张弦梁结构在大跨度桥梁设计中的应用情况和优势。

张弦梁结构具有以下几个重要特点,使其成为大跨度桥梁设计的理想选择。

首先,张弦梁结构通过合理配置梁体材料和形状,能够实现较大的梁体刚度和承载能力。

这使得大跨度桥梁在受到车流、风力等外部因素作用时能够保持稳定,并且具有较高的使用寿命。

其次,张弦梁结构的施工相对简单,且工期较短。

这是因为张弦梁结构可以进行预制和模块化设计,可以在工厂中进行部分组装,然后通过吊装等方式进行安装。

这样既降低了施工风险,又能够节省人力和时间成本。

第三,张弦梁结构具有较好的经济性。

多向张弦梁结构在航天工程中的应用案例分析

多向张弦梁结构在航天工程中的应用案例分析

多向张弦梁结构在航天工程中的应用案例分析引言航天工程作为一项重要的高科技产业,对结构设计和材料选择都有着严格的要求,以确保飞行器在各种复杂环境下能够安全、稳定地工作。

多向张弦梁结构作为一种常见的结构形式,在航天工程中广泛应用,本文将通过分析几个典型的案例,探讨多向张弦梁结构在航天工程中的应用。

案例一:天舟货运飞船天舟货运飞船是中国自主研发的载人航天工程中的重要组成部分,其设计中采用了多向张弦梁结构。

该结构可为航天器提供较高的结构刚度和稳定性,从而保证整个飞船在航行中具有足够的抗风压能力,同时也能承受发射、宇航员进出等复杂环境带来的各种载荷和振动。

该结构采用了材料强度高、重量轻的碳纤维复合材料,这种材料具有很高的抗拉强度和弯曲刚度,使得航天器的整体结构更加轻巧且坚固。

多向张弦梁结构的设计使得天舟货运飞船能够在各种复杂的空间环境中保持稳定,并能够有效地承受外部载荷。

案例二:国际空间站国际空间站是目前人类在太空中居住和工作的一个重要基地,其结构设计中也广泛采用了多向张弦梁结构。

空间站需要承受来自太空环境的各种载荷和振动,而多向张弦梁结构能够在这些复杂的环境下提供足够的结构强度和稳定性,确保空间站的安全运行。

在国际空间站的设计中,多向张弦梁结构被用于连接各个模块和支撑结构,以保证整个空间站的整体刚度和稳定性。

这种结构形式使得空间站能够在各种复杂的载荷作用下保持结构完整,并且能够进行模块的扩展和维修。

案例三:火星探测器火星探测器是探测火星表面和火星大气层的一种重要设备,其设计和制造过程中也采用了多向张弦梁结构。

由于火星表面的复杂地形和恶劣环境,探测器需要具备足够的抗震、抗风压能力,以确保探测器的工作正常进行。

多向张弦梁结构在火星探测器设计中起到了至关重要的作用。

该结构能够在探测器着陆过程中吸收冲击力,保护探测器和载荷的安全。

同时,在火星表面的太阳辐射和温差变化下,多向张弦梁结构能够保持探测器的结构稳定性,确保各种科学仪器的正常工作。

多向张弦梁桥梁工程实例研究及技术挑战解析

多向张弦梁桥梁工程实例研究及技术挑战解析

多向张弦梁桥梁工程实例研究及技术挑战解析张弦梁桥是一种在桥梁工程中常用的结构形式。

本文将从工程实例研究和技术挑战解析两个方面,对多向张弦梁桥进行详细探讨。

一、多向张弦梁桥的工程实例研究多向张弦梁桥是指在主跨方向上设置多个张弦梁,这种结构形式能够大幅度提高桥梁的承载能力和整体刚度。

下面将介绍两个具体的多向张弦梁桥实例研究。

1. 实例一:东郊大桥东郊大桥位于某城市的东部郊区,是连接市区与新开发区的重要交通通道。

该桥采用了双拱与多向张弦梁相结合的设计形式,主跨为120米。

通过多向张弦梁的设置,东郊大桥在保证足够承载力的同时,还保持了较大的纵向刚度,有效抗击了外力和地震作用。

该桥工程的成功实施为类似结构形式的桥梁工程提供了重要参考。

2. 实例二:西江大桥西江大桥位于流经某省会城市的西江上,是城市内一条重要的横跨江河的桥梁。

该桥采用了多向张弦梁的设计形式,主跨长达380米。

结构设计中,合理设置了张弦梁的间距和角度,使得桥梁能够更好地分担荷载,提高了桥梁的整体刚度和承载能力。

西江大桥的成功建成为长跨径多向张弦梁桥的应用提供了实践经验。

二、多向张弦梁桥的技术挑战解析多向张弦梁桥作为一种复杂的结构形式,其设计和施工中存在着一些技术挑战。

下面将对其中几个重要的技术挑战进行分析。

1. 张弦梁布置方案设计在多向张弦梁桥的设计中,如何合理地设置张弦梁的布置方案是一个关键问题。

应根据实际桥梁所处环境、荷载特点和工程造价等因素,综合考虑张弦梁的数量、间距和角度等参数,使得桥梁在承载力、刚度和美观度等方面达到最佳的设计效果。

2. 钢梁制造和安装技术多向张弦梁桥常采用钢质结构,钢梁的制造和安装过程对于桥梁整体质量和工程进度至关重要。

在制造过程中,需要确保钢梁的几何尺寸和材料性能的准确控制;在安装过程中,需要合理设计起吊方案和施工工艺,保证钢梁的精确定位和稳定连接。

3. 跨境协调与合作多向张弦梁桥通常是大型桥梁工程,涉及的项目规模和复杂性较高。

高层建筑中的多向张弦梁结构应用案例研究

高层建筑中的多向张弦梁结构应用案例研究

高层建筑中的多向张弦梁结构应用案例研究多向张弦梁结构是一种在高层建筑中广泛应用的结构形式。

它通过合理的布置和设计,可以实现高效的结构性能和良好的建筑美学效果。

本文将围绕多向张弦梁结构在高层建筑中的应用案例进行研究,并结合实际工程实例进行分析和探讨。

一、概述多向张弦梁结构是一种由钢索组成的结构形式,通过钢索的张力传递荷载,实现建筑的自重和外部载荷的承载。

它具有高强度、轻质、抗震性能好、施工快速等优点,因此在高层建筑中被广泛应用。

二、多向张弦梁结构应用案例1. 上海中心大厦上海中心大厦是一座位于上海浦东新区的超高层建筑,高度632米,采用的结构形式是多向张弦梁结构。

通过合理布置的张弦梁和斜撑,在提供结构支撑的同时,确保了建筑的稳定性和抗震性能。

2. 东京塔东京塔是一座位于日本东京的著名观光塔,采用的结构形式也是多向张弦梁结构。

通过这种结构形式,东京塔在面对地震等自然灾害时表现出了优异的抗震性能,保障了建筑和游客的安全。

3. 伦敦金融城市政厅伦敦金融城市政厅是伦敦金融中心的标志性建筑之一,采用的结构形式是多向张弦梁结构。

这种结构形式不仅使得建筑具有良好的抗震性能,还以其独特的外观设计成为了伦敦的城市地标之一。

三、多向张弦梁结构的特点1. 高强度多向张弦梁结构采用钢索作为主要承载构件,钢索具有高强度和良好的变形能力,可以有效承受建筑的自重和外力荷载。

2. 轻质与传统的混凝土结构相比,多向张弦梁结构的主要承载构件是钢材,具有轻质化的特点。

这不仅可以减少建筑自重,而且可以提高结构的抗震性能。

3. 抗震性能好多向张弦梁结构在构造设计上充分考虑了抗震性能,通过合理的布置和设计,使得建筑在地震发生时能够充分吸收和分散地震能量,保障了建筑和人员的安全。

4. 施工快速多向张弦梁结构的主要构件是预制的钢材和钢索,在施工过程中可以实现快速、精准的组装。

这不仅可以缩短建筑的施工周期,而且可以降低施工成本。

四、多向张弦梁结构应用的优势1. 提高建筑的稳定性和安全性,保障了人员的生命财产安全。

多向张弦梁结构在建筑领域的应用案例

多向张弦梁结构在建筑领域的应用案例

多向张弦梁结构在建筑领域的应用案例多向张弦梁结构是一种独特的构造形式,由张弦、斜杆和横向梁构成,可以在建筑领域中实现一些特殊的设计需求。

本文将介绍一些使用多向张弦梁结构的经典案例,并探讨其在建筑领域中的应用。

首先,多向张弦梁结构在钢结构建筑中得到了广泛应用。

例如,中国国家大剧院(“鸟巢”)就采用了多向张弦梁结构。

这座建筑由两个主要部分组成,一个大剧院和一个中央大厅。

两个主要部分之间的连接通过多向张弦梁结构实现,使得整个建筑形成了一个凌空中的“鸟巢”状。

这种结构形式不仅能够实现建筑的宏伟外观,还能够有效地承载巨大的重量和扭转力。

其次,多向张弦梁结构在桥梁设计中也有广泛的应用。

例如,俄罗斯的伊尔库茨克大桥采用了多向张弦梁结构。

这座大桥跨越了贝加尔湖,是世界上最长的铁路弓形悬索桥。

多向张弦梁结构使得这座桥梁能够承受巨大的横向力和垂直力,保证了桥梁的稳定性和安全性。

此外,在高层建筑中,多向张弦梁结构也能够发挥重要作用。

例如,迪拜的哈利法塔就是一个典型的例子。

这座世界最高的建筑采用了多向张弦梁结构,通过张弦和横向梁的组合实现了建筑的支撑和稳定。

多向张弦梁结构使得哈利法塔成为一个独特的建筑,不仅能够承受自然灾害和风力的挑战,还能够为居民提供舒适的居住和工作环境。

除了以上提到的案例,多向张弦梁结构还在体育场馆、会展中心和大型剧院等建筑中得到了广泛应用。

例如,北京奥林匹克体育场“鸟巢”、纽约林肯中心大剧院以及上海世博会欧洲馆等都采用了多向张弦梁结构。

这些建筑的设计和施工都考虑了结构的稳定性、强度和经济性。

总结来说,多向张弦梁结构在建筑领域中的应用案例丰富多样。

这种特殊的结构形式能够满足建筑在承重、稳定性和美观性等方面的要求。

通过合理的设计和施工,多向张弦梁结构能够实现建筑的独特外观和功能。

在未来,随着建筑技术的不断发展,多向张弦梁结构有望在更多的建筑项目中得到广泛应用,为建筑领域带来更多的创新和突破。

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一个张弦梁工程实例的探讨
摘要
张弦梁结构最早是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系,按其结构形式可将其分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。

本文所涉及的结构即为平面张弦梁结构的张拉拱形式,本文通过对现场的工程实例中出现的实际问题及其分析、解决办法进行介绍,并分别从设计和施工两个角度分别对结构形式、钢拉杆张拉方案等设计本身及施工中实际遇到的问题进行剖析,从理论上提出了解决办法及其理论依据,并通过实践使解决办法得到了验证。

关键词:张弦梁张拉拱钢拉杆张拉
一、工程实例
1.1工程概况
北京某地铁线高架站站房屋架设计采用平面张弦梁张拉拱形式,上拱梁采用φ299×12mm钢管,材质为Q345B,张拉段梁长度为11.3m;柔性拉索采用Q650B 材质的φ40mm的钢棒拉杆,拉杆上端通过耳板与横梁下连接板销钉连接,下端通过耳板与竖向撑杆下端销钉连接,连接采用直径Φ40mm销钉;竖向撑杆上端设计亦采用Φ40mm销钉和拱梁连接,竖向撑杆为1根主杆为Φ83×7mm的钢管,各榀梁在横梁顶部沿屋架纵向用Φ102×5mm钢管系杆连接系杆横向间距4m。

设计施工图明确张弦梁初始态的上弦失高为34mm,拉索(杆)张拉力为124KN;拉杆的张拉采用旋拧拉杆两端的六角螺母施加预应力而进行。

工程实体照片及构件位置关系
1.2施工深化方案及产生问题
1.2.1施工深化方案
施工单位对设计图纸进行审图和深化设计,确定采用把张弦梁各组成部分采用散件吊装,进行高空拼接最后张拉的方案。

因此,为了钢结构施工高空安装方便,深化设计时,竖向撑杆和拱梁销钉连接处的连接板间游隙预留为5mm;张拉杆采用厂制成品钢拉杆,按照设计拉杆尺寸定制专用张拉螺母,螺母设计按照螺纹沿杆轴方向承压600KN以上设计。

施工单位对横梁深化设计时,考虑结构自重、设计张拉力及初始态上拱值,使用结构软件利用反迭代法进行零状态的计算,确定放样状态。

张拉钢拉杆预拉力采用扭矩—拉力转换的方式确定,利用经验公式扭矩T = KPd,系数K值由经
验确定为0.2;P为拉杆预拉力;d为拉杆直径。

1.2.2产生问题
问题一:张拉完毕后,两根钢拉杆与竖向撑杆构成的理论平面发生了扭转,表现为竖向撑杆下端出现水平位移(位移值约50mm),偏出拱梁竖向轴平面;
问题二:钢拉杆采用对称张拉,张拉施加扭矩按照设计预拉力和上述扭矩—拉力转换关系达到计算数值时,拱梁上弦失高并未达到34mm,仅有18mm左右。

1.3问题分析及解决方案
1.3.1问题一
(1)问题分析
问题一出现可能有以下原因
高空拼接、安装误差为问题出现埋下隐患,尤其是竖向撑杆和拱梁连接的连接板间游隙过大,给竖向撑杆产生水平位移创造了条件;
竖向撑杆在垂直张拉面两侧无侧向约束,张弦梁在平面外仅有顶部系杆连接,其在平面外本身就是瞬变体系。

(2)解决方案
将张拉完成的张弦梁拉杆的预应力进行放张,使竖向撑杆成自然垂直状态,在撑杆垂直张拉面两侧增加侧向刚性斜撑,固定竖向撑杆,保证其在一定的外力作用下不会发生水平位移,然后在进行对称张拉。

竖向撑杆两侧加侧向支撑
1.3.2问题二
(1)问题分析
问题二出现可能有以下原因
由于平面张弦梁平面外稳定性的先天缺陷,竖向撑杆下端水平位移的产生,对钢梁的竖向起拱值产生了影响;
扭矩—拉力转换关系公式中系数K按照经验确定,理论转换计算的扭矩值
可能比实现设计预拉力所实际需要达到的扭矩小,从而导致起拱偏小;
张弦梁组成构件放样加工阶段对张弦梁零状态的定义出现偏差或偏差过大,导致实际起拱值小于设计要求值。

(2)解决方案
首先对张弦梁的零状态进行重新定义复核,确认放样状态无误。

其次,对扭矩—拉力转换关系公式中系数K进行试验标定,现场随机取4根拉杆进行分级(4级)加载张拉试验,在拉杆上粘贴应变片,并采用应变仪采集记录数据,最后通过拟合扭矩和拉力(应力)关系曲线确定K值,应用于后续拉杆张拉过程控制扭矩。

最后,将实际起拱值和现场问题与设计沟通,确定增加竖向撑杆的侧向支撑方案,并据此进行结构受力分析和二次计算,调整张弦梁初始态为:钢拉杆预拉力100KN,上弦失高为22mm。

1.4处理结果
经过对现场出现的问题进行分析和对设计结构形式及施工方案进行调整,成功地实现了张弦梁钢拉杆的设计预拉力施加和上弦失高的准确控制,使工程施工得以顺利进行,同时保证了工程质量。

二、讨论
2.1设计结构形式的讨论
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。

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。

我国首次使用张弦梁结构形式的工程是在1999年建成的上海浦东国际机场航站楼。

本工程设计中,张弦梁的柔性拉索采用φ40mm的钢棒拉杆,不同于传统意义上的预应力钢丝束拉索;钢棒拉杆区别于钢丝束的最大特点是既可以受拉又可以承压,这种拉索在以风荷载为主的工况作用下和存在较大振动荷载作用的工况下,可以避免在突然出现上弦受拉、下弦受压时下弦拉索退出工作的情况(称为“压力效应”)下,保证结构的使用安全。

传统张弦梁使用钢丝束拉索时,一般采用加大拉索预应力来抵抗压力效应,但应该注意的是:如果采用加大预应力的方法保证拉索在上述两种工况下不退出工作,相应地拉索中预应力必然较大。

而结
构中的预应力过大,在没有风荷载作用和振动荷载作用的工况下,实际是人为地加大了结构的负担,这会对结构产生不利影响。

这个特性也是张弦梁结构的主要缺点之一。

使用钢棒拉杆便可以充分利用钢棒的抗压性能,因此也就不存在需要加大预应力而增加结构负担的问题。

此外,从预应力施加工艺上看,一般的张弦梁柔性拉索的预拉力采用带压力表的千斤顶等工具施加,此种工艺在预应力施加方面比较成熟,便于控制,而本工程设计采用通过旋拧拉杆杆端螺母而产生杆内拉力的方法,该方法与高强螺栓连接施加预拉力的方法类似。

本工程设计也存在着一定的不足之处,即在平面张弦梁设计中,未在其竖向撑杆下端设置平面外稳定索等撑拉构件,同时其在平面外的刚度又不足以抵抗外界荷载的影响而使其自身保持平面外稳定,致使单榀张弦梁在平面外成为了一个瞬变体系,尤其是本工程是一个地铁高架站站房,车辆进出站时存在着较大的振动荷载,这种荷载通过站台和立柱结构传递至屋架,随时有可能造成屋架在平面外的扭转变形甚至失稳。

施工过程中设计对结构体系的调整即增加了竖向撑杆的侧向支撑,解决了这一缺陷。

然而,对于一个普通的采用张弦梁屋架的结构而言,在张弦梁竖向撑杆下端设置平面外稳定索等撑拉构件使其形成单向张弦梁空间结构是设计者较容易想到的稳定方案,但就本工程而言,由于其结构的特殊性,致使其无法按照上述稳定方案实施。

具体原因为:本工程为地铁站房,屋架上设有接触网吊杆,其位置正好布置于张弦梁竖向撑杆侧向平面内,如果设置平面外稳定索必然与其发生冲突,即便勉强设置稳定索,其与接触网吊杆的冲突也会给人的视觉感官以不舒服的感觉。

而最终采用的增加竖向小撑杆的方案是将小撑杆加在了接触网吊杆倒八字杆以内,即达到了张弦梁平面外稳定的目的,又避免了与吊杆发生冲突,同时也比设置平面外稳定索的方案相对经济,不失为一个即经济又实用的设计方案。

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