与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法与流程

本发明涉及建筑施工，尤其涉及一种与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法。

背景技术：

1、传统大跨度桁架结构常采用整体提升或分区吊装等施工方法，与其相并联的结构大多形式一致、尺寸相近、刚度差异小，因此，采用相同施工方法完成安装后，两相邻的桁架结构间不至于产生较大的形态差异，建成后的受力形态与形变也较一致。

2、但对于刚性桁架结构与柔性结构(如索结构等)相并联的情况，由于相并联的两结构的形式和刚度迥异、施工方法各异，在施工完成后及承受风载、活载等作用下，两者间极易产生较大的形态差异。

3、示例性地，在两个端部主体结构之间高空安装索结构体系时，需要在两个端部主体结构之间安装边跨结构，索结构体系位于两侧的边跨结构之间，且与边跨结构相邻的索组与边跨结构之间需进行连接，此时，该边跨结构与该索组即构成并联的刚柔结构，边跨结构呈刚性，其变形量较小，索组结构呈柔性，其变形量较大，在施工完成后由于受载会产生较大的形态差异。

4、因此，亟需一种与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法，在施工阶段和使用阶段，能够控制刚性的桁架结构与柔性结构之间的形变差，改善刚柔并联结构之间的受力协同性。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法，包括以下步骤：

4、s1、建立桁架结构和柔性结构形成的刚柔并联结构的仿真模型，按照设计施工图细化所述刚柔并联结构与其上安装的所有附加结构、以及各部件之间的连接节点，明确所述刚柔并联结构上所有恒载的实际大小及分布；

5、s2、以恒载作用下所述刚柔并联结构达到设计形态为目标，通过迭代找形分析方法确定所述桁架结构的零应力形态；

6、所述桁架结构的所述零应力形态与所述设计形态存在竖向变形差δz和水平变形差δy和轴向变形差δx；

7、s3、补偿所述桁架结构的所述竖向变形差δz以及选择性地补偿所述轴向变形差δx：综合所述设计施工图的水平坐标和所述零应力形态的竖向坐标或者综合所述设计施工图的水平坐标和所述零应力形态的竖向坐标与轴向坐标，对所述桁架结构进行深化设计，并依此出具深化图纸，以指导工厂加工所述桁架结构的桁架区段，完成所述竖向变形差δz的补偿或者完成所述竖向变形差δz和所述轴向变形差δx的综合补偿；

8、s4、补偿所述桁架结构的所述水平变形差δy：将工厂加工完成的所述桁架区段运至施工现场进行拼装，拼装时所述桁架区段之间的各连接点根据所述零应力形态进行水平坐标补偿，以使总装完成的所述桁架结构吻合所述零应力形态；

9、s5、在所述桁架结构高空安装后以及附加结构的安装完成预设进度后，在所述桁架结构和所述柔性结构之间安装联系组件；

10、所述联系组件包括长度可调段，以弥补所述刚柔并联结构的水平坐标差异；

11、所述联系组件与所述桁架结构的连接节点处设置有竖向可调结构，以弥补所述刚柔并联结构的竖向坐标差异；

12、s6、完成剩余所有附加结构的安装，所述桁架结构施工完成，并达到所述设计形态。

13、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，在步骤s5中，所述桁架结构高空安装采用：

14、高空区段拼装：设置临时支撑架，所述桁架区段置于所述临时支撑架上方，依托所述临时支撑架进行所述桁架区段的位形调整，待全部所述桁架区段高空焊接为整体后，卸载临时支撑架，完成所述桁架结构的高空安装；

15、或者，在地面胎架先完成全部所述桁架区段的总拼，再通过机械设备实施所述桁架结构的整体高空就位。

16、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，在步骤s5中，在所述桁架结构与所述柔性结构之间按照自跨端向跨中的顺序依次安装多个所述联系组件。

17、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，所述联系组件还包括联系杆件和连接头，所述长度可调段设置于所述联系杆件和所述连接头之间，所述联系杆件远离所述长度可调段的一端与所述柔性结构连接；

18、所述竖向可调结构包括设置于所述桁架结构上的桁架板，所述桁架板上沿竖直方向开设有第一条形孔和第二条形孔，所述桁架板夹设于所述连接头的两个耳板之间，两个所述耳板背向彼此的一侧均设置有连接板，销轴贯穿两个所述连接板、两个所述耳板以及所述第一条形孔，并在所述第一条形孔内的位置可调，紧固件贯穿两个所述连接板和所述第二条形孔，并在所述第二条形孔内的位置可调，所述联系杆件的受力通过所述销轴传递给所述连接板，所述连接板与所述桁架板之间摩擦接触。

19、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，所述桁架板上于所述第一条形孔的上下两侧均设置有一个或多个第二条形孔，每个所述第二条形孔内均穿设有至少一个所述紧固件。

20、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，所述连接头的两个耳板与对应的所述连接板之间均夹设有减摩定位板，所述销轴贯穿所述减摩定位板。

21、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，两个所述连接板与所述桁架板之间均夹设有可损元件，所述紧固件贯穿所述可损元件。

22、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，所述可损元件包括摩擦耗能板，所述紧固件包括摩擦型高强度螺栓。

23、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，所述联系组件与所述桁架结构的连接节点处设置有传感器，所述传感器用于检测所述连接节点处的变形和/或预紧力。

24、作为本发明提供的与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法的优选方案，在步骤s6中，所述附加结构包括外装饰，在完成所述联系组件的安装后，在所述联系组件与所述桁架结构的连接节点处可拆卸地包覆所述外装饰。

25、本发明的有益效果：

26、本发明提供一种与柔性结构并联的大跨度桁架结构施工方法，根据设计施工图纸建立准确的刚柔并联结构仿真模型后，以其达到设计形态为目标，通过迭代找形分析方法确定出桁架结构的零应力形态，零应力形态与设计形态存在竖向变形差δz、水平变形差δy以及轴向变形差δx，轴向变形差δx相对较小，因此可选择性地进行补偿或忽略补偿。在柔性结构与桁架结构连接完成以及桁架结构上的全部附加结构施工完成后，桁架结构应恰好吻合设计形态，因此，遵循这一原则，在设计安装桁架结构阶段，应补偿零应力形态与设计形态之间的竖向变形差δz和水平变形差δy(可忽略较小的轴向变形差δx以简化工序)，以使桁架结构在高空安装后、与柔性结构连接之前，吻合零应力形态。具体地，在工厂加工阶段补偿桁架结构的竖向变形差δz，在工厂加工完成后运至现场进行拼装桁架区段时，补偿桁架结构的水平变形差δy，待多个桁架区段总拼完成后，形成的桁架结构由于补偿了竖向变形差δz和水平变形差δy而恰好吻合零应力形态。该施工方法对桁架结构进行“工厂竖向补偿、现场水平补偿”的形状控制方案，即，将竖向变形差δz和水平变形差δy的补偿分阶段进行，相比于同时进行两个方向变形差的补偿而言，降低了制作和拼装难度，提高了工厂加工效率和精度。若考虑补偿轴向变形差δx，则可在工厂阶段进行补偿。

27、进一步地，由于理论分析与实际施工不可避免存在差异，按前述工艺安装完成的桁架结构与柔性结构无法完全吻合于设计形态，即两者间势必仍会存在一定的位形偏差，为此，在桁架结构和柔性结构之间安装联系组件，联系组件包括长度可调段，通过长度可调段调节联系组件的水平长度，以弥补刚柔并联结构的水平坐标差异；联系组件与桁架结构的连接节点处设置有竖向可调结构，通过竖向可调结构可适应性调节联系组件的竖向位移，以弥补刚柔并联结构的竖向坐标差异，从而使桁架结构更好地达到设计形态。通过该桁架结构施工方法进行刚柔并联结构的施工，在施工阶段和使用阶段，能够控制刚性的桁架结构与柔性结构之间的形变差，改善刚柔并联结构之间的受力协同性。