新型張弦結構張拉及靜力性能試驗研究.pdf

1、寶雞跳水館屋蓋體系采用了一種新型的張弦結構,與傳統(tǒng)張弦梁結構相比,其最大的特點有以下幾處:(1)單榀屋架中,下弦采用兩條鋼拉索,兩拉索在跨中位置交匯且整體呈空間曲線形態(tài)分布;(2)在豎向構件中,不僅采用圓鋼管作為腹桿,且同時存在多組斜拉桿構件;(3)上弦剛性結構由形態(tài)不同的部分共同組成;(4)沿結構縱向,上弦結構與下弦拉索形態(tài)呈不規(guī)則變化,結構高端變化幅度較大,越靠近低端支座變化越小;(5)單榀屋架東西兩側的上弦結構及豎向構件形態(tài)不同,

2、上弦平面整體存在傾斜。
　　當結構的形態(tài)及組成發(fā)生變化時,必然導致其力學性能的改變。本結構中采用鋼拉桿和高強鋼拉索兩種預應力構件,預應力張拉順序和張拉方案也可展開深入探討。為了進一步探究新型張弦結構預應力施工順序及靜力性能,本文以寶雞跳水館新型屋蓋結構作為研究對象,提取并設計單榀1/5縮尺模型進行了試驗研究與理論分析,主要研究內(nèi)容和研究成果如下:
　　首先對傳統(tǒng)混合結構的特點、現(xiàn)狀及現(xiàn)有靜力分析方法做以簡要論述,以此明晰該新

3、型張弦結構的特點及本文所采用的分析方法。
　　本文進行了張弦結構大比例模型試驗。試件跨度11.88m,高跨比0.053,垂跨比0.044。觀察了結構在預應力及外荷載作用下的位形及內(nèi)力變化,完成了結構張拉及靜力性能試驗。結果表明,采用雙索四節(jié)點同時張拉及斜拉桿同節(jié)點高端依次張拉的預應力施工方案可獲得較好的張拉效果;結構在各荷載組合作用下均表現(xiàn)出色,半跨活荷載作用下結構整體性保持較好,各部分位移、內(nèi)力變化均勻;1.5倍設計荷載作用下結

4、構最大撓度僅為跨度的1/340,遠小于1/250的最大限值;上弦結構主要承受軸力作用,最大軸力在第8節(jié)間取得僅為137.92kN-。
　　在有限元分析部分,通過對52種不同施工方案的分析比較,為試驗選定了最終的張拉方案,并對結構靜力性能做了細致研究,得到了有益的結論。分析表明,斜拉桿采用同節(jié)點張拉要優(yōu)于同節(jié)間張拉;靜力荷載下,結構低側部分豎向剛度較弱,上弦結構主要承受軸力作用,所受彎矩很小。荷載對結構的非線性影響不明顯。該結構整體