张弦梁结构

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1、张弦梁结构的历史、现在和未来、简介张弦梁也称弦支梁，属于张弦结构的一种。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间 连以撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种新型自平衡体系，是一种大跨度预应力空间结 构体系，也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。其拉索的作用主要是通过刚性撑杆给 刚性梁提供弹性支撑，减小梁跨度，减少刚性梁的弯矩峰值，进而起到增加刚度，减小挠度的作 用。作为一种刚柔杂交结构，张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔 两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便，因此具有良好的应用前景。其结构如图所示。张弦梁张弦梁结构作为最早出现的一种张弦结构有着很长

2、的一段历史。早在1839年，德国建筑师 GeorgLudwigFriedrichLaves发明了一种预应力梁“ Lavesbeam”，他把梁分成上层和下层两部分， 两者之间仅用立柱连接，通过这种方式梁的强度可以显着提高，并用于Herrenhausen花园的温室 中，这是目前査到的最早张弦梁的雏形。Paxton利用这种预应力梁概念，再建于1851年的伦敦万 国博览会的水晶宫结构的衍架之间采用了张弦梁结构檩条。建于1876年费城博览会展馆的国际展 厅屋盖同样采用了张弦梁结构。1851年伦敦万国博览会屋盖檩条的张弦梁结构1876年费城博览会展馆的国际展厅近代明确提出张弦梁结构概念的是日本大学的斋藤公

3、男(MasaoSaito)教授，他在1979年 Madrid召开的IASS年会上，提出了张弦梁(beamstringstructure)结构形式，并研究了其基本受 力特性和分析计算原理。1998年，天津大学刘锡良教授首先在国内对张弦梁结构展开了系统深入 的研究，当时由于直接取其日语“张弦梁”定义，故“张弦梁”的名称沿用至今。二、张弦梁特点和典型工程应用几种计算模型的分析比较：为了明确张弦梁结构的受力机理和受力特点以图4的3个计算模型说明张弦梁结构中拉索和 撑杆的作用，图中各模型的边界条件均为一端固定铰支座，另一端水平滑动铰支座，构件截面见 表1。分别对3个模型施加沿跨度方向15kN/m的均布线

4、荷载，将拱梁(曲梁)离散为20个相等的直梁 元，其上的线荷载等效为节点荷载，分10个相等的荷载增量步，其计算结果的比较见表2。気2 口种糧型i一算给具旳比较护呷1嗥呈3挂義色素拄案丈应丈拉察曲龚扫梁Jfe中揍崖mm)3D3l3I74j61班193.032.4厝却支睡平隹善mm)93A52.143.32S启KJ拱茱4住海)屋犬弄人：D-3193-2K7.1拱烫甘梁跨口皇走EkWrn.S20.247X242K.S23-5J71.6拱罪左住巽竜尢旦片让152.frM課T7,i53-n吃素人鼻77 kN 2MI-5578.4Z73.U程百最丈J377 LN -29 J0-34.8注妾*昌直丿七荒玉 羟

5、盍坯担力亚 HKHUN曲*妄至宗軽壬5TJJ豆St爭潯几通过模型1、2的比较可明显看出拉索的作用，其存在很大程度上限制了拱梁的水平位移，模 型2的拱梁跨中挠度和滑动支座水平位移相对较小；模型1曲梁轴力很小但弯矩很大，截面应力 分布很不均匀；模型2拱梁轴力远大于模型1,但跨中弯矩和剪力均较小。通过模型2、3的比较可清楚了解撑杆的作用，模型3中拉索水平倾角不大，故撑杆轴力相对 于拱梁轴力来说很小，但对拱梁受力性能的改善却十分显着，使得拱梁跨中挠度、滑动支座水平 位移、拱梁跨中弯矩和剪力均比模型2大为减小，拱梁轴力也得到一定改善，因此受力性能更合 理，可见撑杆在张弦梁结构中起着十分重要的作用。在结构

6、受力前对拉索施加一定的预拉力(本文为100kN/m)，则撑杆将为拱梁提供更大的向 上支撑力，拉索也将在更大程度上限制滑动支座的水平位移，有效增大结构刚度，减小拱梁弯矩, 从而进一步改善结构的受力性能。张弦梁结构具有如下特点：(1) 张轩结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的梁而使体 系的刚度和稳定性大为增强。(2) 梁与张紧的索构成的受力体系，实际上不存在整体失稳的可能性，因而其强度可以得到充分 利用，而不似单独工作的梁那样需要有特别大的截面。所以，柔性索与刚性梁的结合不仅充分发 挥了各自的优点，而且相互限制了彼此的弱点，相得益彰。(3) 对张弦梁结构中的索施加一

7、定的预拉力，这既可使索具有适当的初始绷紧度，也可对索与梁 之间的受力比例进行必要的调整；既充分发挥了索的抗拉能力，又调整了梁的内力分布(使梁中 的内力分布趋于均匀)。(4) 张弦梁结构与预应力双索体系(由承重索、相反曲率的稳定索即两者之间的联系杆共同组成 的平面预应力体系)比较，张弦梁结构所需的预拉力要小得多，因而使支撑结构的受力大为减小。 如果在施工过程中适当分级施加预拉力和分级加载，将有可能使张弦结构施于支撑结构的作用力 减到最小限度。对张弦梁结构的受力特点从不同的角度可理解为：(1) 理解一：张弦梁结构是在双层悬索体系中的索梁基础上，将上弦索替换成刚性构件而产生的。 这样处理的好处是上弦

8、刚性构件可以承受弯矩和压力，一方面可以提高梁的刚度，另一方面结构精心整理 中构件内力可以在其内部平衡（自平衡体系），而不再需要支撑系统的反力来维持。（2）理解二：张弦梁结构是用拉索替换常规梁的受拉下弦而形成的结构体系，这种替换的有点事 不仅梁的下弦拉力可以由高强度拉索来承担，更为重要的是可以通过张拉拉索在结构中产生预应 力，从而达到改善结构受力性能的目的。（3）理解三：张弦梁结构是体外布索的预应力梁，通过预应力来改善结构的受力性能。 张弦梁结构的工程应用：（1）国外工程应用：张弦梁结构可以说是一个既古老又新颖的结构形式，该结构形式的最初应用是在桥梁结构中， 如英国1859年建造的RoyalAl

9、bert桥。随着20世纪80年代斋藤公男教授明确提出张弦梁结构的概 念，张弦梁结构在大跨度结构中得到了广泛的应用，国外应用张弦梁结构的工程主要集中在日本， 该时期代表性工程有：RoyalAlbert 桥1）日本大学理工体育大厅，其平面尺寸为58m*85m，屋盖采用人字形张弦梁，各榀平行布置，间 距5m,每榀拉索预拉力为640kN,施工采用滑移法。2）日本五羊建设技术研究所多功能实验楼是张弦梁与膜结构结合的成功案例，该楼盖平面尺寸为 22.4m*35m，张悬梁各榀平行布置，间距8.75m，膜材铺设在各榀张弦梁之间。3）日本京都水族馆表演场，在屋盖的短方向并列布置张弦梁，同时是小立柱上的连线与游泳

10、池的 轴线一致，为了有效的释放温度应力，在外侧设置了橡胶支座，同时，首次实现了 “BSS大屋盖的 隔震化”。4）日本酒田市国体纪念体育馆，该工程是张弦梁结构与悬臂式桁架结合应用，采用格贝式张弦梁 结构，上部地梁采用几乎水平布置的H型钢梁，跨度为54m。该工程由日本建筑师谷口吉生于日 本大学斋藤公男教授合作设计完成。5）日本静冈埃克帕体育馆与静冈埃克帕体育场隔体育场相望，采用平缓的曲线屋盖以实现与景观 的和谐。结构形式采用了 “天平式悬臂桁架”，通过这种桁架与张弦梁相结合，使跨度超过了 90m。日本静冈埃克帕体育馆6）日本掘之内城镇体育馆跨度为38m，地处日本多雪地带，结构采用复合是张弦梁，上部

11、的梁采 用木材，施工采用地面拼装完成后吊装就位。该工程由日本建筑师公胁檀与日本大学斋藤公男教授 合作设计完成。日本掘之内城镇体育馆除了以上介绍的工程外，还有一些张弦梁工程较为典型，如日本大学理工学部CST大厅、日本山梨 学院悉尼纪念馆游泳馆、日本大海中学体育馆以及日本唐户市场等。（2）国内工程应用： 自20世纪90年代后期由于张弦梁结构的优越性，国内的张弦梁结构工程如雨后春笋般蓬勃发展。 其中代表性的工程有：内景图外景图上海浦东国际机场航站楼拱结构，结构跨度 接，另一端铰接于 中心线之间的距离 箱梁截面宽一千毫 用三根平行放置的1）1999年建成的上海浦东国际机场航站楼。该工程是国内首次采用张

12、弦梁结构的工程，而且其进 厅、办票大厅、商场和登机廊四个单体建筑均采用张贤亮屋盖体系，其中以办票大厅的张弦梁屋盖 跨度最大，水平投影跨度达82.6m,每榀张弦梁纵向间距为9m。该张弦梁结构上下弦均为圆弧形， 上弦构件由一根矩形管和两根方管组成（其中主弦为400mm*600mm焊接矩形钢管，两侧副弦为 300mm*300mm方钢管，主副弦之间以短钢管相连），腹杆为325mm圆钢管，下弦拉索采用5*241 平行钢丝束。2）深圳会展中心的展厅屋盖为双向梁 为126m，结构一段与地面采用铰接连 标高约30m的混凝土柱牛腿。两个箱梁 为三米，通过箱形截面檩条实现连接， 米、高两千六百毫米，下部受拉构件采

13、 140或150钢拉杆。3）大连周水子国际机场新建航站楼的钢结构分为主跨和附跨两部分，主跨跨度53.5m，结构形式 为门式拱架，拱架弧形梁采用张弦结构，上部抗弯受压构件为弧形变截面焊接H型钢，截面尺寸 为H2011-800-2011*450*16*25，下部受拉构件采用两根50钢拉杆，撑杆采用180*8圆钢管， 在跨中布置成倒八字形；副跨跨度25m，结构形式为柱面圆壳。大连周水子机场航站楼4）杭州黄龙体育中心网球馆的结构支撑采用肋环型单层网壳和张弦梁两种结构形式。其中单层网 壳的径向杆杵与下部的拉索构成张弦梁结构。该结构形式中的环向杆杵为张弦梁提供面外支撑，同 时也利于铺设檩条，而张弦梁结构有

14、效的减小结构的挠度和上部杵杆的弯矩。总体而言，该工程将 单层网壳与张弦梁结构进行有机地结合，充分发挥了两种结构形式的优越性。杭州黄龙体育中心网球馆结构模型图5）张弦梁结构不仅在建筑结构中被广泛应用还被应用于农林业方便，如近年快速发展起来的大型 农业喷灌设备中就依靠张弦梁结构来跨越较大的跨度。大型农业喷灌机是大型农具之一，具有自动 化程度高、控制面积大、适应性强等优点，是国内外备受青睐的大型节水灌溉设备之一。大型农业 喷灌机通过使用带有许多喷头的长管自行移动来解决大块农田和草场所存在的生产效率低、劳动强 度大、单位面积投资成本高等问题。其中，喷灌机的跨体部分采用张弦梁结构，张弦梁上弦同时也 是灌

15、溉水的主管道。跨体张弦梁结构由上弦钢管（主管道）、角钢和拉筋组成，跨体长度为4060m, 角钢呈人字形分布，在人字型角钢下部设置两道通长拉筋，对上部主管道起到弹性支撑。跨架根据 地块大小，一般有510跨组成，面积从二百亩到1200亩不等。大型农业喷灌机跨体张弦梁结构国内应用于张弦梁结构的工程还有很多，比如延安火车站站台雨棚和迁安文化会展中心等等。三、张弦梁结构的设计与施工张弦梁设计中的几个问题:1. 预应力的取值预应力的主要作用是抵消一部分使用荷载产生的弯矩作用，使结构的挠度减少。但随着预应力的 增大，预应力对拱梁产生的额外轴向压力也在不断增大，从而增加用钢量。相反，如预应力过小, 若风荷载起

16、主控作用时，在风荷载的吸力作用下，弦索就有可能失去拉力而退出工作，进一步使 撑杆失效，因此预应力值的大小对于整个结构的工作状态和用钢量都有至关重要的影响。然而确 定最佳索内力的计算过程较为复杂，一般在方案阶段可釆用下式确定预应力：H二2式中, 8（ fi + fq为结构自重，即预应力值大致抵消结构自重产生的弯矩。当风荷载较大且为吸力时，应在上式 的基础上适当增大预应力值。考虑到索的张拉时的伸长量，以及受动荷载作用时产生明显的变幅值应力，为确保索的抗疲 劳，索的工作应力一般控制在200250MPa。2. 撑杆的作用及稳定撑杆的主要作用是为拱梁提供弹性支座，减小拱梁的最大弯弯矩。如图3所示，随着撑

17、杆数 量的增加，上弦梁轴力变化不大，而弯矩与剪力逐渐减小。撑杆数量增加到一定数量后构件受力 的改善不再明显，可见撑杆数量并不是越多越好。在跨度、荷载以及几何尺寸相同的条件下，随阳工JW軒觑列构件內力黑眈的羯晌撑杆间距的减小，上弦拱梁承受的弯矩减小。即拱梁的截面与结构 的跨度影响不大，而与撑杆间距以及撑杆的刚度联系紧密。撑杆与拱梁的连接一般处理为铰接形式，考虑到索安装偏差， 按偏心受压构件设计更为合理。虽然撑杆承受的压力并不大，但不 宜把撑杆截面取得过于小。除了考虑压杆易失稳外，采用较大刚度 的撑杆可减小下弦索预应力损失且比较符合前述的撑杆刚性假定。 另外在特殊工况作用下，结构变形会导致原本竖直

18、的撑杆改变角 度，此时其内力会急剧增大。综合上述原因，设计时应使撑杆有较 大的安全储备。3. 拱梁截面选取根据跨度以及荷载的大小，预应力张弦梁结构的上弦拱梁通常有桁架、单梁或组合梁的形式， 其中拱梁截面按压弯构件进行设计。由图3可知，拱梁的曲率不大，在预应力及外部荷载作用下， 拱梁的轴力沿轴线变化不大，基本上为一定值。由于索一般连接在拱梁截面的下翼缘（图4），在 预应力作用下，距拱梁截面的形心有一个较大的偏心矩，即拱梁在支座处产生一定的负弯矩，这 点往往被设计师所忽略。在预拉力和撑杆共同作用下，拱梁受负弯矩作用；当结构在外部荷载作用时，拱梁依然为负 弯矩而梁跨中为正弯矩。结合两者，张弦梁结构一

19、般在支座处弯矩达到最大。故张弦梁结构的拱 梁承载力的控制截面一般在支座处。拱梁用钢量是决定整个结构用钢量大小的关键。随着拱梁截面面积及截面惯性矩的增大，结 构刚度增加。而提高拱梁截面面积时，结构耗钢量显着提高，自重相应也提高，内力进一步增大, 因此应通过增大截面惯性矩的方法来取得较大的刚度。从这个角度看，拱梁采用工字型截面比采 用 钢 管 截 面 更 经 济 合 理。图4张弦梁典型支座节点4节点处理预应力张弦结构在张拉施工过程中支座两端会产生相对移动，此时支座处理为一端固定铰接 一端滑移。张拉完毕后，张弦梁在正、负风压作用下支座同样产生相应位移。若采用简单的固定 铰接方式，在外力荷载作用下会产

20、生较大的水平推力传至原有结构，而且预应力拉索也不能起到 抵消水平推力的作用。图4为典型张弦梁的支座节点。如图5所示，撑杆与上弦梁、索都为铰接，其中与上弦梁的连接节点采用销轴，与索的连接 则使用套筒或索球。考虑到拉索预应力损失，索与撑杆连接处的摩擦力应越小越好，这点与撑杆 的稳定控制有冲突。根据实际工程经验，在连接处通过控制套筒长度来调节摩擦力达到合理值。a撑杆与一弦违节点h撐杆与療节点图弓张弦梁撑杆节点5结构稳定性拱梁在有足够的平面外支撑的前 证其稳定性的，对于单榀张弦结构下弦 由拱梁曲率确定。如图6所示其稳定性 弦梁连接点是否在同一水平线上，对于 观要求上弦梁需做成平直的梁，应在下图8张弦梁

21、下弦稳定条件提下是可以保 以及撑杆稳定 取决于撑杆与 需满足建筑外 弦设置交叉的稳定索。对于小跨度 的张弦梁结构， 目前普遍认为其 几何非线性特性 不明显，在设计 时采用线弹性分 析即可达到满意 的精度，而对于 大跨度弦支结构 则带有较强的几 何非线性特征。 为能准确反应张 弦梁结构的整体 稳定性能，通常半跨荷载满跨荷载位移/mm应力/MPm拱形结构对非对称荷载较为敏感，张弦梁同样如此。如图7,当拱梁刚度较小时，在非对称荷 载作用下张弦梁结构的变形和某些部位的应力甚至比全跨荷载作用下还要大，这种情况下需增加 拱梁刚度以有效减小结构的变形及拱梁的应力，提高结构受力性能。ISI7半跨、满跨商载位移

22、及应力对比采用荷载一位移全过程分析来考察结构的稳定性。另外初始几何缺陷对结构的极限承载力有较大 的影响，张弦梁结构进行荷载一位移全过程分析时需施加初始几何缺陷。目前稳定分析对初始缺 陷的选取主要采用一致缺陷模态法，即采用结构的最低屈曲模态作为初始缺陷分布，根据结构允 许的最大偏差等比例施加到结构各节点。大量分析结果表明，张弦梁结构由于其独有的特性，最 低阶屈曲模态并不一定是结构的最不利缺陷分布模态，即几何初始缺陷按最低阶模态分布施加所 求得的稳定承载力的不尽合理。此时就需选择多阶屈曲模态施加初始缺陷，取其中最小的稳定承 载力为最终结果。张弦梁结构的施工方法：中小跨度的张弦梁结构多采用满堂脚手架

23、法或者整体吊装法直接安装，施工较为简单，而大 型张弦梁结构跨度大、节点构造复杂，对施工安装精确度提出了更高的要求，也增加了钢结构的 施工难度。目前国内外在大型张弦梁结构施工中常采用的方法主要有拼装施工法、滑移施工法、 整体吊装法、整体提升法、整体顶升法等。对某一具体的大跨度张弦梁结构选用何种适宜的施工方法，应根据结构自身的受力和构造特 点，并综合考虑质量、安全、进度及经济因素，结合当地的施工技术和资源设备情况加以确定。1. 拼装施工法大型钢结构由于受到运输和起重等条件的限制，不可避免地在施工现场进行构件的拼装。无 论采用何种拼装方法，拼装过程必须遵循拼装单元能形成稳定体系的原则。可以将两榀主桁

24、架附 带中间次桁架构成稳定单元或单榀主桁架附带稳定索构成稳定单元或单榀主桁架附带稳定索。1)拼装施工法的分类(1) 地面拼装和高空拼装大型钢结构的拼装按拼装位置的不同可分为地面拼装和高空拼装。地面拼装在拼装前需搭建拼装胎架；高空拼装除搭建拼装胎架外还要搭建拼装平台。（2）散件拼装和整体拼装由于运输、起重、施工场地限制及施工工期等多方面原因，通常将张弦梁结构分成若干段（或 称单元）以方便运输和吊装，因此按拼装对象可分为散件拼装和单元拼装。散件拼装是将若干杆件（弦杆、腹杆等）直接拼装成完整的张弦梁；整体拼装是将若干张弦梁单元在施工现场的拼装平台上拼装成一个完整的张弦梁。2）高空拼装施工技术高空拼装

25、与地面拼装本质相同，但是高空拼装在技术上难度更大一些，主要介绍高空拼装施 工技术。高空拼装施工法是通过架设脚手架、脚手板在空中形成一个操作平台，在平台上进行桁架高 空拼装焊接、预应力拉索安装及在高空完成张拉的施工方法。高空拼装法分为高空散件拼装和高 空分段整体拼装。（1）高空散件拼装高空散件拼装是在施工现场无法进行吊装或无拼装场地情况下，将下好料的散件在高空操作 平台上直接定位、对接拼装、落位的一种安装方式。高空散件拼装的施工难度较大，且此时的操 作平台上除了用脚手架、脚手板搭成的拼装平台外，还需要有用于散件拼装的拼装胎架。（2）高空分段整体拼装高空分段整体拼装就是将已经拼装好的桁架单元（通常

26、由于桁架体积及重营过大将整榀张弦 梁分成若干拼装单元）吊至高空设计位置的拼装操作平台上，进行整体拼装。整体拼装要求张弦粱 单元拼装的精度较高。高空拼装施工法对施工设备的要求较为简单，只需一般的起重设备和钢管脚手架即可进行高 空安装。但高空拼装法具有脚手架用量大、高空作业多、工期长、技术难度高等缺点。目前高空 拼装施工法在各类型张弦梁、网架的施工安装中均有运用。2. 滑移施工法目前我国已建成的一些大跨度张弦梁结构，如广州国际会展中心和哈尔滨国际会展体育中心， 都采用了滑移施工技术。现代滑移施工技术集计算机、电气、液压、机械及传感技术于一体，通 过计算机同步控制使构件平稳、安全、快速滑移到指定位置

27、。在此类结构中，滑移施工以其施工 速度快、投入的大型机械设备少而受到青睐。1）滑移施工方法及其分类滑移施工法是通过设置在结构下部的滑移轨道，利用牵引设备将结构或胎架滑移到指定位置 的一种施工方法。滑移施工技术主要分两类：胎架滑移和结构主体滑移。其中，结构主体滑移又 可分为单片滑移，分段滑移和累计整体滑移等多种方法，按滑移轨迹又可分为直线滑移和弧线滑 移，按滑移轨道的位置又可分为地面滑移和高空滑移。滑移方案的选择必须基于结构体系现场条件等多重因素的综合比较和考虑。下面介绍两种常用的滑移施工方法。(1)单片滑移施工单片滑移施工技术是对结构的单片(通常为有一定刚度的受力单元)一次滑移到位，然后依 次

28、滑移其他“片”到设定位置的一种施工方法。单片滑移时对结构的刚度要求很高，要求保 证结构的侧向稳定性，因此对桁架结构，往往是 两榀桁架加上桁架之间的支撑，有时还要加上桁 架之间的檩条一起滑移。单片滑移的优点是牵引 力小、牵引设备简单(一般只要手拉葫芦或电动 卷扬机就可以达到牵引力要求)，缺点是补空的 后装构件量大。如图简单的展示了单片滑移施工技术的操作流 程。步骤一是拼装平台上桁架的拼装阶段；步骤 二是桁架从拼装平台上滑移至滑移轨道的初步滑 移阶段；步骤三展示了桁架在滑移轨道上的滑移 过程；步骤四为单片桁架滑移到位阶段；步骤五 六是其他单片桁架依次滑移到位的情形；步骤七 为全部桁架滑移到位的情况

29、。(2)累积滑移施工累积滑移施工技术是将结构的单片滑移一个 单元距离，然后在胎架上安装与其相联系的单片，在滑移一个单元，然后逐步累积，滑移到位， 最后全部结构滑移到设计位置一种施工方法。累积滑移时往往结构的支撑和檩条都已安装上，因此保证了结构的侧向稳定性。累积滑移时 牵引设备牵引的重量大，要求牵引力大，因此对牵引机机械要求高。另外，累积滑移要很好的保 证两遍滑移量的同步性，累积滑移的优点是结构整体性好，后装构件极少，缺点是对牵引设备要 求高，即要求牵引设备牵引力大且同步性好。備 If* 耳iu 4 1-21 .i-叮 |如图简单的展示了累计滑移施工技术的 操作流程。步骤一是拼装平台上桁架的拼装

30、 阶段；步骤二是桁架从拼装平台上滑移至滑 移轨道的初步滑移阶段；步骤三展示了横加 第一、二榀在滑移轨道上的滑移过程；步骤 四是其他单片桁架依次滑移到位的情形；步 骤五为全部桁架滑移到位的情形。对于一些大跨度项目，高空滑移施工成 功解决了起重机吊装就位的困难，并且能够 有效的节约拼装支架的费用，占地面积少， 能够配合土建施工同步进行，在大跨度空间 钢结构等众多复杂工程中均有广泛的应用。 国内采用此施工法的代表工程有哈尔滨国际精心整理会议展览体育中心 1号工程、青岛流亭机场新航站楼等。2）滑移轨道的设计滑移轨道设计要考虑结构的滑移施工方案实施情况，滑移轨道在结构上的位置、滑移轨道的 数量、滑移轨道

31、的规格、滑移轨道的节点设计和埋件设计、滑移轨道的施工方案等都要与结构的 整体设计相配合。（1）滑移轨道的设计步骤滑移轨道的设计可遵循以下步骤进行：倉根据施工方案确定滑轨在混凝土结构上的位置，并 根据实际情况，确定埋件的形式和位置，并进行埋件设计；血根据整体结构对钢筋混凝土结构的 作用力情况，确定滑轨的数量和规格，并进行滑轨设计；公进行节点设计。（2）滑轨位置及埋件设计根据钢筋混凝土的结构情况，滑轨一般设在钢筋混凝土梁上活在钢筋混凝土柱（或钢柱）之 间架设轨道钢梁，滑轨设于其上，如图所示。滑轨的位置和数量根据计算张弦桁架杆件内力和跨中挠度确定。滑轨用材根据张弦桁架跨度、 重量和滑移方法选择，对于

32、较小跨度可采用槽钢、工字钢，大跨度张弦栉架可采用钢轨作为滑移 轨道。钢轨如置于钢筋混凝土梁上，在钢筋混凝土梁上部需间隔设置预埋钢板，钢板下部焊接锚 筋，锚筋伸入混凝土梁内部，轨道焊接在预埋钢板上部。埋件数量与位置根据计算轨道下方混凝 土梁或钢梁的强度和挠度确定，锚筋直径及锚固长度按照相应的构造要求确定，锚筋和预埋钢板 连接角焊缝需要作抗剪计算。（3）滑轨及其连接节点的设计（4）滑轨设计要求计算滑轨的刚度及局部承压验算。节点设计要易于施工，保证滑轨的受力和构 造合理。3整体吊装法整体吊装施工法是将桁架或桁架与桁架组成的空间受力单元拼装成构件后进行整体吊装至设 计位置就位，预应力拉索的安装和张拉均

33、在地面完成。整体吊装可分为地面单榀拼装后整体吊装、 地面多榀桁架及其支撑构件拼装后整体吊装。4. 整体提升法整体提升法是采用液压提升设备或起重设备将结构的整体或一部分从下往上提升它与吊装法 采用的机械设备和施工步骤都有不同，而且有本质上的区别：前者只能做垂直的起升，不能做水 平移动或转动；后者不仅能做垂直起升，而且可在高空移动或转动。整体提升法要使结构的整体或部分在地面或楼面拼装好后，再用液压提升设备辅之以起重设 备，将其提升到设计位置就位。吊装法是将结构的构件直接用起重设备吊装到设计位置就位。、5. 整体提升法整体顶升法是将在地面或楼面上拼装好的衔架或网架，利用已建好的建筑物承重柱或其他辅

34、助设施作为顶升的支承结构，用液压顶升系统将结构顶升至设计标高后就位。整体顶升法与整体提升法类似，即只能做竖直方向的运动。与整体提升法不同的是，整体顶 升法的起重设备在构件或结构的下面。四、未来发展与应用展望随着经济的不断发展和科学技术水平的不断提高，张弦梁结构会越来越成熟。张弦梁结构的 预应力度越来越高。随着预应力水平的增加，结构的用钢量越来越低，结构的效率越来越高。随 着张弦梁结构的发展，施工过程中预应力成形的施工方法和保证措施在工程实践中也将不再成问 题。未来通过张弦梁结构中下弦索与腹杆的连接方式，索头的构造以及腹杆与上弦杆的连接方式 的不断完善，张弦梁结构的整体性也会越来越强，结构形式也

35、会越来越新颖。同时，随着研究的 深入，张弦梁结构的受力也将更加合理，不再有各项的盈利损失事实上事实上身上，而且其承载 能力更高。先进的施工设备和施工工艺，也会让张弦梁结构的施工速度越来越快，工期越来越短。 建筑材料的高速发展，也会推动张弦梁结构向着经济绿色方向前进。未来的张弦梁结构将会不仅 仅局限于建筑行业，还将渗透到各行各业，比如采矿业等等。总之，张弦梁结构的前景十分巨大，有待我们去开发。相信不远的将来，张弦梁结构应用会 越来越广泛，张弦梁结构建筑会越来越能满足现代建筑美学以及人们的使用要求。五、结语张弦梁结构经过十几年的发展已经逐渐成为大跨度空间结构中研究最多、发展最快、应用最 广的结构体

36、系之一。但是张弦梁结构技术还在日臻完善，所以对于张弦梁结构的研究还远没有结 束，在今后的工作生活中，要针对存在的问题结合工程实例展开孜孜不倦的分析和研究，使张弦 梁结构在健康蓬勃的氛围中，向前一路高歌猛进。参考文献：索结构体系、设计原理与施工控制郭彦林田广宇着科学出版社大型张弦梁结构的设计与施工黄明鑫着山东科学技术出版社悬索结构设计沈世钊徐崇宝等着中国建筑工业出版社张弦结构体系陈志华着科学出版社大跨张弦空间结构的发展与展望 李斌杜文峰四川建筑科学研究期刊索结构在建筑领域的应用与发展陈志华第十二届全国现代结构工程学术研讨会建筑索结构的类型及其应用张毅刚施工技术期刊张弦梁结构的历史、现在和未来姓名：朱纪明班级：土木 1303指导教师：杨有福