一个张弦梁工程实例的探讨
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。
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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。