大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架及其施工方法
【專(zhuān)利摘要】大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架及其施工方法，本發(fā)明涉及大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架及其施工方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有張弦桁架結(jié)構(gòu)中需考慮撐桿穩(wěn)定性能且現(xiàn)場(chǎng)施工效率低、純充氣式結(jié)構(gòu)承載力低的問(wèn)題。大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架由桁架、主拉索、低內(nèi)壓充氣氣囊和墊板組成；施工方法：根據(jù)建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工廠制造桁架桿件、主拉索、墊板，裁剪氣囊；其次，施工現(xiàn)場(chǎng)完成桁架拼裝，完成桁架和墊板、低內(nèi)壓充氣氣囊、主拉索三部分相互之間的連接；對(duì)低內(nèi)壓氣囊充氣至設(shè)計(jì)內(nèi)壓，完成預(yù)應(yīng)力的建立；最后，吊裝就位，安裝固定。本發(fā)明用于大跨度空間結(jié)構(gòu)及臨時(shí)性橋梁、臨時(shí)性建筑等。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架及其施工方法。 大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架及其施工方法

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有大跨度空間結(jié)構(gòu)中，張弦結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)理論研究和施工技術(shù)均有所發(fā)展。 張弦結(jié)構(gòu)自重小，承載力高，但在跨度比較大時(shí)，考慮到適宜矢跨比和索的垂跨比的要求， 堅(jiān)向的剛性受壓撐桿往往為細(xì)長(zhǎng)桿，失穩(wěn)問(wèn)題至關(guān)重要。膜結(jié)構(gòu)主要包括充氣式膜結(jié)構(gòu)、張 拉索膜結(jié)構(gòu)、骨架懸掛式膜結(jié)構(gòu)。充氣式膜結(jié)構(gòu)中由于膜易褶皺，承載力偏低。索膜結(jié)構(gòu)中， 結(jié)構(gòu)自重非常小，要考慮膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)等問(wèn)題。
[0003] 在預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工中，需要穿心千斤頂?shù)葟埨O(shè)備，需要搭建張拉操作平 臺(tái)；在單向張弦桁架及雙向張弦桁架的施工中，有時(shí)還需要搭建滑移軌道，張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力拉 索往往需要多級(jí)張拉、多個(gè)預(yù)應(yīng)力索同時(shí)張拉，這無(wú)疑都增加施工難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有張弦桁架結(jié)構(gòu)中需考慮撐桿穩(wěn)定性能且現(xiàn)場(chǎng)施工效率低、純 充氣式結(jié)構(gòu)承載力低的問(wèn)題，而提供大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架及其施工方法。
[0005] 本發(fā)明大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架由桁架、主拉索、紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊、墊 板和多個(gè)環(huán)索組成；所述桁架包括上弦桿、下弦桿和腹桿，上弦桿、下弦桿與腹桿分別通過(guò) 焊接相貫連接；所述上弦桿和下弦桿的左端通過(guò)焊接固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)表面上，所述上 弦桿和下弦桿的右端通過(guò)焊接固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)表面上，所述左焊接球節(jié)點(diǎn)和右焊接球 節(jié)點(diǎn)中間分別開(kāi)有貫通孔；所述墊板通過(guò)焊接固定在桁架下弦平面內(nèi)，在墊板下端設(shè)置有 紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊，所述紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊的下表面設(shè)置有多個(gè)橫向索套，在所 述紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊的外表面的堅(jiān)直方向設(shè)置有由多個(gè)堅(jiān)向索套組成的索套組，在所 述紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊的外表面的堅(jiān)直方向平行設(shè)置多個(gè)索套組；所述多個(gè)橫向索套和 多個(gè)索套組通過(guò)黏合連接在低內(nèi)壓充氣氣囊外表面，所述主拉索穿過(guò)多個(gè)橫向索套與紡錘 形低內(nèi)壓充氣氣囊相連接，所述主拉索的左端通過(guò)錨具固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)內(nèi)，所述主拉 索的右端通過(guò)錨具固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)內(nèi)；所述多個(gè)環(huán)索分別穿過(guò)索套組與紡錘形低內(nèi)壓 充氣氣囊相連接，多個(gè)環(huán)索的上端通過(guò)錨具和螺栓固定在下弦桿的外側(cè)表面；所述主拉索 與多個(gè)環(huán)索通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)連接。
[0006] 上述大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法是按以下步驟進(jìn)行的：
[0007] -、先將上弦桿和下弦桿按所需幾何尺寸成形，然后將上弦桿、下弦桿與腹桿分別 通過(guò)焊接相貫連接，得到桁架；
[0008] 二、將墊板通過(guò)焊接固定在步驟一得到的桁架下弦平面內(nèi)，墊板下平面與下弦桿 底面齊平；墊板與下弦桿接觸處光滑處理并用膜片覆蓋；
[0009] 三、工廠裁剪紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊，兩端設(shè)置充氣與測(cè)壓裝置；
[0010] 四、主拉索穿過(guò)多個(gè)橫向索套與步驟三得到的紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊相連接，將 主拉索的左端穿過(guò)步驟一得到的桁架的左焊接球節(jié)點(diǎn)的貫通孔并用錨栓固定，主拉索的右 端穿過(guò)桁架的右焊接球節(jié)點(diǎn)的貫通孔并用錨栓固定，多個(gè)環(huán)索分別穿過(guò)索套組與紡錘形低 內(nèi)壓充氣氣囊相連接，多個(gè)環(huán)索的上端通過(guò)錨具和螺栓固定在下弦桿的外側(cè)表面；通過(guò)雙 向交叉索節(jié)點(diǎn)將主拉索和多個(gè)環(huán)索相連，得到大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架；
[0011] 五、將大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的兩端放置在支架上，通過(guò)紡錘形低內(nèi)壓充 氣氣囊兩端的充氣與測(cè)壓裝置給紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊充氣至設(shè)計(jì)氣壓，建立結(jié)構(gòu)初始預(yù) 應(yīng)力；
[0012] 六、吊裝就位，支座連接，完成大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的裝配。
[0013] 本發(fā)明大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架由桁架、主拉索、圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊和 墊板組成；所述桁架包括上弦桿、下弦桿和腹桿，上弦桿、下弦桿與腹桿分別通過(guò)焊接相貫 連接；所述上弦桿和下弦桿的左端通過(guò)焊接固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)表面上，所述上弦桿和下 弦桿的右端通過(guò)焊接固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)表面上；所述墊板通過(guò)焊接固定在桁架下弦平面 內(nèi)，在墊板下端設(shè)置有圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊，所述圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊的外表面設(shè)置 有多個(gè)索套，所述多個(gè)索套通過(guò)黏合連接在圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊外表面，所述主拉索穿 過(guò)多個(gè)索套呈空間螺旋狀與圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊相連接，所述主拉索的端部通過(guò)錨具和 螺栓固定在桁架的下弦平面的外側(cè)面，所述主拉索的交叉處通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)連接。
[0014] 上述大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法是按以下步驟進(jìn)行的：
[0015] 一、先將上弦桿和下弦桿按所需幾何尺寸成形，然后將上弦桿、下弦桿與腹桿分別 通過(guò)焊接相貫連接，得到桁架；
[0016] 二、將墊板通過(guò)焊接固定在步驟一得到的桁架下弦平面內(nèi)，墊板下平面與下弦桿 底面齊平；墊板與下弦桿接觸處光滑處理并用膜片覆蓋；
[0017] 三、工廠裁剪圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊，兩端設(shè)置充氣與測(cè)壓裝置；
[0018] 四、主拉索穿過(guò)多個(gè)索套與步驟三得到的圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊相連接，主拉索 的端部通過(guò)錨具和螺栓固定在桁架的下弦平面的外側(cè)面，主拉索的交叉處通過(guò)雙向交叉索 節(jié)點(diǎn)連接，得到大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架；
[0019] 五、將大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的兩端放置在支架上，通過(guò)圓柱形低內(nèi)壓充 氣氣囊兩端的充氣與測(cè)壓裝置給圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊充氣至設(shè)計(jì)氣壓，建立結(jié)構(gòu)初始預(yù) 應(yīng)力；
[0020] 六、吊裝就位，支座連接，完成大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的裝配。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明與張弦桁架結(jié)構(gòu)相比，采用低內(nèi)壓充氣氣囊代替剛性受壓撐桿，有效避 免了壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，并減輕結(jié)構(gòu)自重；有一定剛度的低內(nèi)壓充氣氣囊為桁架整體提供連續(xù) 的彈性支承，提高了桁架整體的穩(wěn)定性能；對(duì)氣囊的充氣過(guò)程即是對(duì)結(jié)構(gòu)施加初始預(yù)應(yīng)力 的過(guò)程，無(wú)需張拉設(shè)備，施工方便快捷。
[0023] 2、本發(fā)明與單純的充氣梁相比，本發(fā)明的桁架和主拉索在低內(nèi)壓充氣氣囊的上下 側(cè)形成力偶抵抗截面彎矩，不存在氣囊壓皺現(xiàn)象；且屬于剛性體系的桁架使得充氣膜結(jié)構(gòu) 不直接與外界接觸，消除了單純充氣膜結(jié)構(gòu)遇風(fēng)敏感的問(wèn)題，同時(shí)提高了對(duì)外荷載的抵抗 能力。
[0024] 3、本發(fā)明為自支撐、自平衡體系，桁架產(chǎn)生的水平推力主要由主拉索承擔(dān)，邊界約 束主要以堅(jiān)向反力為主。故其邊界約束要求低，支座受力明確，易設(shè)計(jì)和制作。
[0025] 4、本發(fā)明在儲(chǔ)存運(yùn)輸時(shí)，各部分構(gòu)件所占體積??；現(xiàn)場(chǎng)拼裝設(shè)備和步驟簡(jiǎn)單，速度 快，不僅適合大跨度空間結(jié)構(gòu)，也適合臨時(shí)性性橋梁或臨時(shí)建筑。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為【具體實(shí)施方式】一所述大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的正視圖；圖2為具體 實(shí)施方式一所述大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的立體結(jié)構(gòu)圖；圖3為【具體實(shí)施方式】六所述 大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的正視圖；圖4為【具體實(shí)施方式】六所述大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力 張弦桁架的立體結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】

【具體實(shí)施方式】 [0027] 一：如圖1和2所示，本實(shí)施方式大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架由桁 架1、主拉索2、紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3、墊板4和多個(gè)環(huán)索5組成；所述桁架1包括上弦 桿6、下弦桿7和腹桿8,上弦桿6、下弦桿7與腹桿8分別通過(guò)焊接相貫連接；所述上弦桿6 和下弦桿7的左端通過(guò)焊接固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)9表面上，所述上弦桿6和下弦桿7的右 端通過(guò)焊接固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)10表面上，所述左焊接球節(jié)點(diǎn)9和右焊接球節(jié)點(diǎn)10中間 分別開(kāi)有貫通孔；所述墊板4通過(guò)焊接固定在桁架1下弦平面內(nèi)，在墊板4下端設(shè)置有紡錘 形低內(nèi)壓充氣氣囊3,所述紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3的下表面設(shè)置有多個(gè)橫向索套，在所述 紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3的外表面的堅(jiān)直方向設(shè)置有由多個(gè)堅(jiān)向索套組成的索套組，在所 述紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3的外表面的堅(jiān)直方向平行設(shè)置多個(gè)索套組；所述多個(gè)橫向索套 和多個(gè)索套組通過(guò)黏合連接在低內(nèi)壓充氣氣囊3外表面，所述主拉索2穿過(guò)多個(gè)橫向索套 與紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3相連接，所述主拉索2的左端通過(guò)錨具固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)9 內(nèi)，所述主拉索2的右端通過(guò)錨具固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)10內(nèi)；所述多個(gè)環(huán)索5分別穿過(guò)索 套組與紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3相連接，多個(gè)環(huán)索5的上端通過(guò)錨具和螺栓固定在下弦桿 7的外側(cè)表面；所述主拉索2與多個(gè)環(huán)索5通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)連接。
[0028] 本實(shí)施方式與張弦桁架結(jié)構(gòu)相比，采用低內(nèi)壓充氣氣囊代替剛性受壓撐桿，有效 避免了壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，并減輕結(jié)構(gòu)自重；有一定剛度的低內(nèi)壓充氣氣囊為桁架整體提供連 續(xù)的彈性支承，提高了桁架整體的穩(wěn)定性能；對(duì)氣囊的充氣過(guò)程即是對(duì)結(jié)構(gòu)施加初始預(yù)應(yīng) 力的過(guò)程，無(wú)需張拉設(shè)備，施工方便快捷。
[0029] 本實(shí)施方式與單純的充氣梁相比，本發(fā)明的桁架和主拉索在低內(nèi)壓充氣氣囊的上 下側(cè)形成力偶抵抗截面彎矩，不存在氣囊壓皺現(xiàn)象；且屬于剛性體系的桁架使得充氣膜結(jié) 構(gòu)不直接與外界接觸，消除了單純充氣膜結(jié)構(gòu)遇風(fēng)敏感的問(wèn)題，同時(shí)提高了對(duì)外荷載的抵 抗能力。
[0030] 本實(shí)施方式為自支撐、自平衡體系，桁架產(chǎn)生的水平推力主要由主拉索承擔(dān)，邊界 約束主要以堅(jiān)向反力為主。故其邊界約束要求低，支座受力明確，易設(shè)計(jì)和制作。
[0031] 本實(shí)施方式在儲(chǔ)存運(yùn)輸時(shí)，各部分構(gòu)件所占體積??；現(xiàn)場(chǎng)拼裝設(shè)備和步驟簡(jiǎn)單，速 度快，不僅適合大跨度空間結(jié)構(gòu)，也適合臨時(shí)性性橋梁或臨時(shí)建筑。

【具體實(shí)施方式】 [0032] 二：本實(shí)施方式與一不同的是：所述紡錘形低內(nèi)壓充 氣氣囊3的材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。其他與一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0033] 三：本實(shí)施方式與一或二不同的是：所述多個(gè)橫向索 套和多個(gè)堅(jiān)向索套的材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。其他與一或二相 同。

【具體實(shí)施方式】 [0034] 四：本實(shí)施方式與一至三之一不同的是：在所述紡錘 形低內(nèi)壓充氣氣囊3內(nèi)部設(shè)置照明裝置。如此設(shè)置，滿足不同的建筑功能和美觀要求。其 他與一至三之一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0035] 五：本實(shí)施方式大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法是按以下 步驟進(jìn)行的：
[0036] -、先將上弦桿6和下弦桿7按所需幾何尺寸成形，然后將上弦桿6、下弦桿7與腹 桿8分別通過(guò)焊接相貫連接，得到桁架1 ;
[0037] 二、將墊板4通過(guò)焊接固定在步驟一得到的桁架1下弦平面內(nèi)，墊板4下平面與下 弦桿7底面齊平；墊板4與下弦桿7接觸處光滑處理并用膜片覆蓋；
[0038] 三、工廠裁剪紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3,兩端設(shè)置充氣與測(cè)壓裝置；
[0039] 四、主拉索2穿過(guò)多個(gè)橫向索套與步驟三得到的紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3相連接， 將主拉索2的左端穿過(guò)步驟一得到的桁架1的左焊接球節(jié)點(diǎn)9的貫通孔并用錨栓固定，主 拉索2的右端穿過(guò)桁架1的右焊接球節(jié)點(diǎn)10的貫通孔并用錨栓固定，多個(gè)環(huán)索5分別穿過(guò) 索套組與紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3相連接，多個(gè)環(huán)索5的上端通過(guò)錨具和螺栓固定在下弦 桿7的外側(cè)表面；通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)將主拉索2和多個(gè)環(huán)索5相連，得到大跨度充氣式預(yù) 應(yīng)力張弦桁架；
[0040] 五、將大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的兩端放置在支架上，通過(guò)紡錘形低內(nèi)壓充 氣氣囊3兩端的充氣與測(cè)壓裝置給紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊3充氣至設(shè)計(jì)氣壓，建立結(jié)構(gòu)初 始預(yù)應(yīng)力；
[0041] 六、吊裝就位，支座連接，完成大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的裝配。
[0042] 本實(shí)施方式所述低氣壓充氣氣囊的設(shè)計(jì)氣壓較低，對(duì)膜材材質(zhì)要求降低，施工及 維護(hù)要求降低。
[0043] 本實(shí)施方式若結(jié)構(gòu)跨度較大并超過(guò)一定范圍，充氣時(shí)建立的結(jié)構(gòu)初始預(yù)應(yīng)力不能 滿足結(jié)構(gòu)承載力和剛度要求，則結(jié)構(gòu)定位安裝時(shí)，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索進(jìn)行再?gòu)埨令A(yù)應(yīng)力 設(shè)計(jì)值。此時(shí)，主應(yīng)力索的端部要做成可張拉節(jié)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】 [0044] 六：如圖3和圖4所示，本實(shí)施方式大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架由 桁架1、主拉索2、圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3和墊板4組成；所述桁架1包括上弦桿6、下弦 桿7和腹桿8,上弦桿6、下弦桿7與腹桿8分別通過(guò)焊接相貫連接；所述上弦桿6和下弦桿 7的左端通過(guò)焊接固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)9表面上，所述上弦桿6和下弦桿7的右端通過(guò)焊 接固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)10表面上；所述墊板4通過(guò)焊接固定在桁架1下弦平面內(nèi)，在墊板 4下端設(shè)置有圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3,所述圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3的外表面設(shè)置有多個(gè) 索套，所述多個(gè)索套通過(guò)黏合連接在圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3外表面，所述主拉索2穿過(guò)多 個(gè)索套呈空間螺旋狀與圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3相連接，所述主拉索2的端部通過(guò)錨具和 螺栓固定在桁架1的下弦平面的外側(cè)面，所述主拉索2的交叉處通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)連接。
[0045] 本實(shí)施方式所述多個(gè)索套隨主拉索的位置進(jìn)行布置。
[0046] 本實(shí)施方式與張弦桁架結(jié)構(gòu)相比，采用低內(nèi)壓充氣氣囊代替剛性受壓撐桿，有效 避免了壓桿穩(wěn)定問(wèn)題，并減輕結(jié)構(gòu)自重；有一定剛度的低內(nèi)壓充氣氣囊為桁架整體提供連 續(xù)的彈性支承，提高了桁架整體的穩(wěn)定性能；對(duì)氣囊的充氣過(guò)程即是對(duì)結(jié)構(gòu)施加初始預(yù)應(yīng) 力的過(guò)程，無(wú)需張拉設(shè)備，施工方便快捷。
[0047] 本實(shí)施方式與單純的充氣梁相比，本發(fā)明的桁架和主拉索在低內(nèi)壓充氣氣囊的上 下側(cè)形成力偶抵抗截面彎矩，不存在氣囊壓皺現(xiàn)象；且屬于剛性體系的桁架使得充氣膜結(jié) 構(gòu)不直接與外界接觸，消除了單純充氣膜結(jié)構(gòu)遇風(fēng)敏感的問(wèn)題，同時(shí)提高了對(duì)外荷載的抵 抗能力。
[0048] 本實(shí)施方式為自支撐、自平衡體系，桁架產(chǎn)生的水平推力主要由主拉索承擔(dān)，邊界 約束主要以堅(jiān)向反力為主。故其邊界約束要求低，支座受力明確，易設(shè)計(jì)和制作。
[0049] 本實(shí)施方式在儲(chǔ)存運(yùn)輸時(shí)，各部分構(gòu)件所占體積小；現(xiàn)場(chǎng)拼裝設(shè)備和步驟簡(jiǎn)單，速 度快，不僅適合大跨度空間結(jié)構(gòu)，也適合臨時(shí)性性橋梁或臨時(shí)建筑。

【具體實(shí)施方式】 [0050] 七：本實(shí)施方式與六不同的是：所述圓柱形低內(nèi)壓充 氣氣囊3的材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。其他與六相同。

【具體實(shí)施方式】 [0051] 八：本實(shí)施方式與六或七不同的是：所述多個(gè)索套的 材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。其他與六或七相同。

【具體實(shí)施方式】 [0052] 九：本實(shí)施方式與六至八之一不同的是：在所述圓柱 形低內(nèi)壓充氣氣囊3內(nèi)部設(shè)置照明裝置。如此設(shè)置，滿足不同的建筑功能和美觀要求。其 他與六至八之一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0053] 十：本實(shí)施方式大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法是按以下 步驟進(jìn)行的：
[0054] -、先將上弦桿6和下弦桿7按所需幾何尺寸成形，然后將上弦桿6、下弦桿7與腹 桿8分別通過(guò)焊接相貫連接，得到桁架1 ;
[0055] 二、將墊板4通過(guò)焊接固定在步驟一得到的桁架1下弦平面內(nèi)，墊板4下平面與下 弦桿7底面齊平；墊板4與下弦桿7接觸處光滑處理并用膜片覆蓋；
[0056] 三、工廠裁剪圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3,兩端設(shè)置充氣與測(cè)壓裝置；
[0057] 四、主拉索2穿過(guò)多個(gè)索套與步驟三得到的圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3相連接，主拉 索2的端部通過(guò)錨具和螺栓固定在桁架1的下弦平面的外側(cè)面，主拉索2的交叉處通過(guò)雙 向交叉索節(jié)點(diǎn)連接，得到大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架；
[0058] 五、將大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的兩端放置在支架上，通過(guò)圓柱形低內(nèi)壓充 氣氣囊3兩端的充氣與測(cè)壓裝置給圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊3充氣至設(shè)計(jì)氣壓，建立結(jié)構(gòu)初 始預(yù)應(yīng)力；
[0059] 六、吊裝就位，支座連接，完成大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的裝配。
[0060] 本實(shí)施方式所述低氣壓充氣氣囊的設(shè)計(jì)氣壓較低，對(duì)膜材材質(zhì)要求降低，施工及 維護(hù)要求降低。
[0061] 本實(shí)施方式若結(jié)構(gòu)跨度較大并超過(guò)一定范圍，充氣時(shí)建立的結(jié)構(gòu)初始預(yù)應(yīng)力不能 滿足結(jié)構(gòu)承載力和剛度要求，則結(jié)構(gòu)定位安裝時(shí)，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索進(jìn)行再?gòu)埨令A(yù)應(yīng)力 設(shè)計(jì)值。此時(shí)，主應(yīng)力索的端部要做成可張拉節(jié)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1. 大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架由桁架 (1)、主拉索（2)、紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)、墊板（4)和多個(gè)環(huán)索（5)組成；所述桁架（1) 包括上弦桿（6)、下弦桿（7)和腹桿（8)，上弦桿（6)、下弦桿（7)與腹桿（8)分別通過(guò)焊接 相貫連接；所述上弦桿（6)和下弦桿（7)的左端通過(guò)焊接固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)（9)表面上， 所述上弦桿（6)和下弦桿（7)的右端通過(guò)焊接固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)（10)表面上，所述左焊 接球節(jié)點(diǎn)（9)和右焊接球節(jié)點(diǎn)（10)中間分別開(kāi)有貫通孔；所述墊板（4)通過(guò)焊接固定在桁 架（1)下弦平面內(nèi)，在墊板（4)下端設(shè)置有紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)，所述紡錘形低內(nèi)壓 充氣氣囊（3)的下表面設(shè)置有多個(gè)橫向索套，在所述紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)的外表面 的堅(jiān)直方向設(shè)置有由多個(gè)堅(jiān)向索套組成的索套組，在所述紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)的外 表面的堅(jiān)直方向平行設(shè)置多個(gè)索套組；所述多個(gè)橫向索套和多個(gè)索套組通過(guò)黏合連接在低 內(nèi)壓充氣氣囊（3)外表面，所述主拉索（2)穿過(guò)多個(gè)橫向索套與紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3) 相連接，所述主拉索（2)的左端通過(guò)錨具固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)（9)內(nèi)，所述主拉索（2)的右 端通過(guò)錨具固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)（10)內(nèi)；所述多個(gè)環(huán)索（5)分別穿過(guò)索套組與紡錘形低內(nèi) 壓充氣氣囊（3)相連接，多個(gè)環(huán)索（5)的上端通過(guò)錨具和螺栓固定在下弦桿（7)的外側(cè)表 面；所述主拉索（2)與多個(gè)環(huán)索（5)通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于所述紡錘形低內(nèi) 壓充氣氣囊（3)的材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于所述多個(gè)橫向索 套和多個(gè)堅(jiān)向索套的材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于在所述紡錘形低 內(nèi)壓充氣氣囊（3)內(nèi)部設(shè)置照明裝置。
5. 如權(quán)利要求1所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法，其特征在于大跨度 充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法是按以下步驟進(jìn)行的： 一、 先將上弦桿（6)和下弦桿（7)按所需幾何尺寸成形，然后將上弦桿（6)、下弦桿（7) 與腹桿（8)分別通過(guò)焊接相貫連接，得到桁架（1); 二、 將墊板（4)通過(guò)焊接固定在步驟一得到的桁架（1)下弦平面內(nèi)，墊板（4)下平面與 下弦桿（7)底面齊平；墊板（4)與下弦桿（7)接觸處光滑處理并用膜片覆蓋； 三、 工廠裁剪紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)，兩端設(shè)置充氣與測(cè)壓裝置； 四、 主拉索（2)穿過(guò)多個(gè)橫向索套與步驟三得到的紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)相連接， 將主拉索（2)的左端穿過(guò)步驟一得到的桁架（1)的左焊接球節(jié)點(diǎn)（9)的貫通孔并用錨栓 固定，主拉索（2)的右端穿過(guò)桁架（1)的右焊接球節(jié)點(diǎn)（10)的貫通孔并用錨栓固定，多個(gè) 環(huán)索（5)分別穿過(guò)索套組與紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)相連接，多個(gè)環(huán)索（5)的上端通過(guò) 錨具和螺栓固定在下弦桿（7)的外側(cè)表面；通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)將主拉索（2)和多個(gè)環(huán)索 (5)相連，得到大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架； 五、 將大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的兩端放置在支架上，通過(guò)紡錘形低內(nèi)壓充氣氣 囊（3)兩端的充氣與測(cè)壓裝置給紡錘形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)充氣至設(shè)計(jì)氣壓，建立結(jié)構(gòu)初 始預(yù)應(yīng)力； 六、 吊裝就位，支座連接，完成大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的裝配。
6. 大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架由桁架 (1)、主拉索（2)、圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)和墊板（4)組成；所述桁架（1)包括上弦桿 (6)、下弦桿（7)和腹桿（8)，上弦桿（6)、下弦桿（7)與腹桿⑶分別通過(guò)焊接相貫連接；所 述上弦桿（6)和下弦桿（7)的左端通過(guò)焊接固定在左焊接球節(jié)點(diǎn)（9)表面上，所述上弦桿 (6)和下弦桿（7)的右端通過(guò)焊接固定在右焊接球節(jié)點(diǎn)（10)表面上；所述墊板（4)通過(guò)焊 接固定在桁架（1)下弦平面內(nèi)，在墊板（4)下端設(shè)置有圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)，所述圓 柱形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)的外表面設(shè)置有多個(gè)索套，所述多個(gè)索套通過(guò)黏合連接在圓柱形 低內(nèi)壓充氣氣囊（3)外表面，所述主拉索（2)穿過(guò)多個(gè)索套呈空間螺旋狀與圓柱形低內(nèi)壓 充氣氣囊（3)相連接，所述主拉索（2)的端部通過(guò)錨具和螺栓固定在桁架（1)的下弦平面 的外側(cè)面，所述主拉索（2)的交叉處通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于所述圓柱形低內(nèi) 壓充氣氣囊（3)的材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于所述多個(gè)索套的 材質(zhì)為四氟乙烯無(wú)織物基材膜材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其特征在于在所述圓柱形低 內(nèi)壓充氣氣囊（3)內(nèi)部設(shè)置照明裝置。
10. 如權(quán)利要求6所述的大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法，其特征在于大跨 度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的施工方法是按以下步驟進(jìn)行的： 一、 先將上弦桿（6)和下弦桿（7)按所需幾何尺寸成形，然后將上弦桿（6)、下弦桿（7) 與腹桿（8)分別通過(guò)焊接相貫連接，得到桁架（1); 二、 將墊板（4)通過(guò)焊接固定在步驟一得到的桁架（1)下弦平面內(nèi)，墊板（4)下平面與 下弦桿（7)底面齊平；墊板（4)與下弦桿（7)接觸處光滑處理并用膜片覆蓋； 三、 工廠裁剪圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)，兩端設(shè)置充氣與測(cè)壓裝置； 四、 主拉索（2)穿過(guò)多個(gè)索套與步驟三得到的圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)相連接，主拉 索（2)的端部通過(guò)錨具和螺栓固定在桁架（1)的下弦平面的外側(cè)面，主拉索（2)的交叉處 通過(guò)雙向交叉索節(jié)點(diǎn)連接，得到大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架； 五、 將大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的兩端放置在支架上，通過(guò)圓柱形低內(nèi)壓充氣氣 囊（3)兩端的充氣與測(cè)壓裝置給圓柱形低內(nèi)壓充氣氣囊（3)充氣至設(shè)計(jì)氣壓，建立結(jié)構(gòu)初 始預(yù)應(yīng)力； 六、 吊裝就位，支座連接，完成大跨度充氣式預(yù)應(yīng)力張弦桁架的裝配。
【文檔編號(hào)】E04B1/342GK104120831SQ201410392166
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】曹正罡, 范峰, 胡春生 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)