[实用新型]具有下吊卦式预应力高强度钢铰线的钢管砼桁架式拱

说明书

技术领域

本实用新型涉及桁架式拱结构的改进技术。 

背景技术

现有的双铰拱，当两端都是固定铰支座，采用桁架式拱并应用钢管砼材料时，由于是轴向受压，钢管砼优异的抗压性能取得良好的经济效益.但是当一端为固定铰支座，另一端为水平可动铰支座并不设置水平拉杆(房屋建筑常是这样)时，无法阻止其强大的水平推力而产生水平位移，难以实现二端都是固定铰支座拱的轴向受压的特点，从而无法发挥钢管砼(抗压好，抗垃差)的优点.主要缺点是：(一)受力欠佳；(二)用钢量大，造价高；(三)承载能力有限。 

实用新型内容

本实用新型提供一种具有下吊卦式折线形预应力高强度钢铰线的桁架式拱，本实用新型解决了现有的某些(例如房屋建筑屋盖)桁架式拱存在的受力欠佳，用钢量大，造价高，承载能力有限的问题。 

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：由钢管砼桁架式拱(1)、下支撑(2)和预应力高强度钢铰线(3)构成；所述钢管砼桁架式拱(1)呈二端低中间高弧形设置，预应力高强度钢铰线(3)呈二端低中间高折线形设置，预应力高强度钢铰线(3)设置于钢管砼桁架式拱(1)下方，预应力高强度钢铰线(3)为两端低中间高折线形设置，预应力高强度钢铰线(3)两端与钢管砼桁架式拱(1)两端支座连接，预应力高强度钢铰线(3)的中段通过若干竖向设置的 下吊卦支撑(2)与钢管砼桁架式拱(1)连接。 

本实用新型目的及优点： 

(1)钢管砼具有良好的抗压性能，节省钢材，因此经济实用.但是它的抗拉性能差，存在局限性。本实用新型应用多阶次预应力方法，控制拱的受力状态，使桁架式拱始终处于合理的受压、受拉状态，发挥了钢管砼的优点，克服了受垃差的缺，把钢管砼桁架式拱，推广到房屋建筑等大跨度结构仍能取得较好的经济效益。 

(2).应用多阶次预应力方法，将拱结构的外荷载作用，逐阶次卸载，转移到预应力高强度钢饺线索，充分地利用了高强度钢材的强度。 

(3)桁架式拱既是承受荷载结构，外围护结构(例如：房屋屋盖、墙面)，又是预应力钢铰线的支座。 

由於上述优点，取得经济效益。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。 

图中符号说明：钢管砼桁架式拱(1)、下吊卦支撑(2)、预应力高强度钢铰线(3)。 

具体实施方式

如图1所示，具有下吊卦式折线形预应力高强度钢铰线的桁架式拱，由钢管砼桁架式拱(1)、下吊卦支撑(2)和预应力高强度钢铰线(3)构成；所述钢管砼桁架式拱(1)呈二端低中间高弧形设置，预应力高强度钢铰线(3)呈折线形设置，预应力高强度钢铰线(3)设 置于钢管砼平面桁架(1)下方，预应力高强度钢铰线(3)为两端低中间高折线形结构，预应力高强度钢铰线(3)两端与钢管砼桁架式拱(1)两端支座位置连接，预应力高强度钢铰线(3)的中段通过若干竖向设置的下吊卦支撑(2)与钢管砼桁架式拱(1)连接。 

上述技术方案的特点： 

(1)本结构上部为钢管砼桁架式拱，下部布置二端低中间高折线形的预应力钢铰线(详见附图1)，通过下吊卦支撑及两端支座与桁架式拱连为一体，采用分数批施加荷载，数次施加预应力的多阶次预应力设计。 

(2)将荷载分解为数批施加(以荷载的实际可分性为准，如第一批荷载为拱式桁架骨架杆件自重，施加第一次预应力，第二批荷载为安装屋面，墙面，施加第二次预应力，第三批荷载为安装设备和活荷载，第三次预应力为温度差应力，第四批荷载为地震作用)。 

(3)温度应力及温度差：根椐钢结构设计规范(GB50017-2003)，第8.1.5条规定露天结构温度区段可以长达120M，没有强调要作温度应力计算，而且一端支座是水平向可滑动，温度变化时(如冬季、夏季)，上部桁架与下部予应力钢铰线同时伸长和缩短，内力不受影响(摩阻力很小，因此不计)。但是，如果结构有它特殊之处，上部桁架式拱和预应力钢铰线产生温度差(例如房屋建筑桁架式拱暴露在屋面以上，室内、外有温差)时，从而使二者温度变形有差异，它对上部结构的影响十分敏感。当预应力钢铰线温度低於上部结构时，相当於预应力钢铰线收缩而产生一拉力；预应力钢铰线温度高於上部结构则预应力钢铰线比上部结构伸长大，相当於预应力钢铰线放松(减少预应力)而对上部结构产生影响。总之，无论处于哪种情况，都可能对结构产生不利影响。因此，上述二种工况均需验算。