[发明专利]一种底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系及施工方法

权利要求书

1.一种底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系，包括混凝土柱（1）和混凝土梁（6），混凝土梁（6）下部设有拉索结构，其特征在于，混凝土柱（1）内部和混凝土梁（6）内部设有相配合的型钢结构，混凝土梁（6）的两侧分别设有后浇带（9），后浇带（9）位于型钢结构的连接处。

2.根据权利要求1所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系，其特征在于，型钢结构包括钢骨Ⅱ（3）和钢骨Ⅲ（4），钢骨Ⅱ（3）竖向设置在混凝土柱（1）内部且钢骨Ⅱ（3）的下端与柱脚锚栓（32）连接，钢骨Ⅱ（3）上横向设有钢梁（31），钢梁（31）端部与钢骨Ⅲ（4）连接，且后浇带（9）位于钢梁（31）与钢骨Ⅲ（4）连接处，钢骨Ⅲ（4）位于混凝土梁（6）内。

3.根据权利要求2所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系，其特征在于，钢骨Ⅲ（4）为悬臂结构，钢骨Ⅲ（4）的固定端通过连接螺栓与钢梁（31）连接，钢骨Ⅲ（4）的自由端位于混凝土梁（6）内。

4.根据权利要求1~3任一项所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系，其特征在于，拉索结构包括拉索（8）和撑杆（7），混凝土梁（6）内设有预埋固定件，且预埋固定件向下伸出混凝土梁（6）的下表面，撑杆（7）与预埋固定件连接，拉索（8）穿设在撑杆（7）上，拉索（8）两端分别与拉索耳板（5）连接。

5.根据权利要求4所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系，其特征在于，拉索耳板（5）向下伸出混凝土梁（6）的下表面。

6.根据权利要求4所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系，其特征在于，撑杆（7）垂直于混凝土梁（6）的下表面布置。

7.根据权利要求4所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系，其特征在于，撑杆（7）的数量为1~10个。

8.一种如权利要求1~7任一项所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系的施工方法，其特征在于，混凝土梁结构体系的施工方法共分为五个阶段，步骤如下：

第一阶段：

S1：搭设支撑体系（10），在支撑体系（10）上安装应力应变以及变形监测设备，同时建立自动监测系统，设置警戒值；

S2：绑扎混凝土柱（1）的钢筋；

S3：搭设混凝土柱（1）、混凝土梁（6）和混凝土板的模板；

S4：预埋柱脚锚栓（32），并吊装钢骨Ⅱ（3），钢骨Ⅱ（3）下端与柱脚锚栓（32）连接；

S5：浇筑混凝土柱（1）；

S6：混凝土柱（1）的强度达到要求后，吊装钢骨Ⅰ（2）和钢骨Ⅲ（4），并对钢骨Ⅱ（3）和钢骨Ⅲ（4）的连接螺栓（42）进行初拧，钢骨Ⅲ（4）上设有拉索耳板（5），钢骨Ⅰ（2）的两端均与钢骨Ⅱ（3）连接；

S7：摆放预埋固定件；

S8：绑扎混凝土梁（6）和混凝土板的钢筋；

S9：在混凝土梁（6）的钢筋上布设应力应变监测设备，并将应力应变监测设备接入自动监测系统；

S10：浇筑混凝土梁（6）和混凝土板；

第二阶段：

S11：根据自动监测系统反馈的监测数据对支撑体系（10）进行调整；

第三阶段：

S12：吊装撑杆（7）和拉索（8），撑杆（7）与预埋固定件连接，拉索（8）穿设在撑杆（7）上，同时将拉索（8）的索头与钢骨Ⅲ（4）上的拉索耳板（5）连接；

S13：安装张拉工装，并对拉索（8）进行预紧；

S14：在混凝土梁（6）上布设变形监测设备；

S15：混凝土柱（1）和混凝土梁（6）的强度达到设计强度后，按顺序对拉索（8）进行分级张拉；

S16：每一级张拉施工完成后，通过自动监测系统采集混凝土梁（6）与支撑体系（10）的应力应变数据和变形数据，对比每一级张拉施工前后的数据，当采集的应力应变数据或变形数据中任意一项超过警戒值时，应立即停止张拉，当应力应变数据和变形数据同时处于安全范围时，则进行下一级张拉；

第四阶段：

S17：拆除支撑体系（10）中间部分的支撑架体，根据自动监测系统反馈的数据，判断是否需要进行补张拉；

第五阶段：

S18：对钢骨Ⅱ（3）和钢骨Ⅲ（4）的连接螺栓（42）进行终拧，并将钢骨Ⅱ（3）和钢骨Ⅲ（4）的上下翼缘焊接；

S19：在钢骨Ⅱ（3）和钢骨Ⅲ（4）的连接处浇注混凝土形成后浇带（9）；

S20：待后浇带（9）处混凝土强度达到设计要求后，拆除支撑体系（10）剩余部分的支撑架体。

9.根据权利要求8所述的底部抽空大跨度预应力混凝土梁结构体系的施工方法，其特征在于，在S15中对拉索（8）进行分级张拉的具体过程如下：

S15.1：一级张拉，张拉过程再次细分为多个等级，使拉索（8）的张拉力值达到设计力值的30%；

S15.2：二级张拉，张拉过程再次细分为多个等级，使拉索（8）的张拉力值达到设计力值的70%；

S15.3：三级张拉，张拉过程再次细分为多个等级，使拉索（8）的张拉力值达到设计力值的100%。