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大跨度预应力钢桁架是一种广泛应用于大型公共建筑、体育场馆、会展中心等场所的结构形式。其设计与施工涉及多个学科领域，包括结构工程、材料科学和施工技术等。以下是对大跨度预应力钢桁架设计与施工的简要介绍：

设计特点1.结构优化：大跨度钢桁架的设计需要考虑荷载分布、刚度要求以及经济性。通过合理布置杆件和节点，可以实现结构轻量化和高效承载。2.预应力技术：在钢桁架中引入预应力技术，能够有效减少结构变形和振动，提高整体稳定性。预应力可以通过张拉高强度钢索或钢筋来实现，从而改善结构受力性能。3.抗震性能：大跨度钢桁架通常位于地震活跃区域，因此必须满足严格的抗震规范。设计时需采用耗能减震装置（如阻尼器）以增强抗振能力。4.计算机辅助分析：现代设计依赖于有限元分析软件，对复杂工况下的内力分布、变形规律及稳定性进行精确计算。

施工要点1.工厂预制与现场拼装：为保证质量并缩短工期，钢桁架一般在专业工厂完成加工后运至现场组装。这要求高精度的制造工艺和严格的质量控制。2.吊装方案：由于跨度较大，吊装过程是整个施工的关键环节。需要制定详细的吊装计划，选择合适的起重设备，并确保操作安全。3.预应力施加：施工阶段应准确实施预应力张拉工序，确保各构件受力均匀。同时，还需监测实际效果是否符合设计预期。4.连接节点处理：高质量的节点设计与施工是保障结构整体性的基础。焊接、螺栓连接等方式需严格按照标准执行，并做好防腐措施。

总之，大跨度预应力钢桁架的设计与施工是一项复杂的系统工程，需要综合考虑力学特性、经济成本、施工条件等因素，以实现安全可靠且美观实用的目标。随着新材料和技术的发展，这种结构形式在未来将有更广泛的应用前景。

珠海经济大学校区污水处理系统改造土建工程施工组织设计WANG LongYANG ZongfangSHA Yi

东方宾馆会展中心位于广州市东 方宾馆东楼原翠园宫所在位置，四周 有建筑物，且混凝土柱距离东楼仅3 m,上方有很多管线。施工条件复杂，材 料进场、施工吊机布置等都比较困难。 该工程屋盖为上人绿化屋面。其外围 尺寸为68.4mx48m。柱网基本尺寸为 41.2mx9m。屋盖桁架下弦标高为 8.300m，桁架矢高要求不得超过3.6 m。本建筑物为典型的重载大跨结构， 已于2003年4月峻工。

本工程由于跨度达41.2m，荷载 大 上人绿化屋面荷载超过12.55

王龙，1975年11月生，河南开封人，广州五羊 建设机械有限公司技术部，副经理，硕士， 510620

建 筑 ArchitectureTechnology

第34卷（2003年）第1 Vol.34 No.12

施加预应力。次桁架为与主桁架等高 的平面桁架。次梁(擦条)由于跨度较 小，采用实腹型钢梁制作。屋面板采用 压型钢板和混凝土组合楼板。从结构 平面布置图看，荷载主要通过次桁架 传递给主桁架，传力方式明确。故本次 计算模型不考虑主次桁架的空间协同 作用，仅取一主桁架进行结构计算 分析。本次计算分析采用钢结构设计 软件STAAD/Pro，并采用SAP2000进 行校核。主桁架构件未施加预应力与 施加预应力的内力变化见图2。

kN/m²，平面长宽比为1.5，采用普通平 板网架不经济。故屋盖结构形式采用 相贯钢管制作的正交主次桁架结构 (图1)。主桁架截面为倒三角形空间桁 架。为控制在重载下的结构变形，减少 用钢量，在轴线B~G处的主桁架下弦

根据施加预应力后桁架主要杆件 的内力情况，桁架主要杆件截面选用 如下：主桁架上弦杆截面采用300× 300x14(mm)的方管，材质为Q345，主 桁架下弦杆截面采用0299x15mm的

图2 施加预应力前后主桁架杆件的内力变化 (a)未施加预应力：(b）施加预应力

京方宾馆会展中心大跨度预应力钢桁架设计与施

力要求。考虑该处应力水平较低，并根 据工艺上的要求，对其构造作了简化 处理，不设置加劲肋。 同时，为保证张拉端支座节点在 预应力张拉过程中及张拉前后的稳定 性，采取了加强措施，于第一批预应力 筋张拉的次日在张拉端支座节点内外 套管间灌M60高强水泥浆

本工程对主桁架吊装过程、第一 批张拉、第二批张拉等不同工况下主 要构件内力、桁架变形(反拱挠度值、 下弦压缩值）进行了电算分析，并在主 桁架的吊装以及预应力张拉过程中对 主桁架的变形进行了跟踪测试。现场 观测表明，除预应力张拉过程中出现 滑动支座因克服摩擦作用而产生的响 声外，整个施工过程比较顺利，未发生 其他情况。理论分析结果与现场实测 数据的对比见表1。理论计算与实际比 较吻合，基本满足了设计要求。

由于主桁架预应力钢绞线直接锚 固在桁架支座处，故主桁架张拉端支 座节点除承受支座反力及腹杆传来的 内力外，还要承受由预应力钢绞线传 来的巨大轴力(4500kN)。张拉端支座 节点的具体构造见图3（图中未标出斜 腹杆相贯线处的加劲板)。 支座节点处由0299x15mm与 0450x20mm内外两个套管通过加劲 肋、加劲隔板连接成为一个整体，节点 处斜腹杆与内外套管焊接整体中的外 管直接相贯，形成一个空间KK型节 点。支座节点的验算过程如下。

P 4500×103 (Am+A)1.0(13376+27000)

=111.45<315N/mm²（安全）。

KK型节点的验算参照欧标关于 圆管多平面接头承载力的计算公式 KK型节点的验算可偏安全地不考虑 内外套管的共同作用，而仅考虑外套 管参与计算。根据弦杆塑性失效破坏 机理和冲剪破坏机理的计算结果，张 拉端支座相贯节点不失效的条件是： KK型节点两斜腹杆轴力满足以下条 件：N*≤1737kN,N*≤1963kN。根据 主桁架的内力分布结果：N=388kN， N2=1802kN，故KK型节点满足承载 力要求。

主桁架在工厂分3段制作，现场 倒置竖向拼装成整体。翻身吊装就位 后，随荷载增加分两次施加预应力。

1.3.3支座节点至第一节间的过渡验算

表1 施工过程各工况结构变形与内力计算值与实测值

注：1、2、4项反拱值采用百分表读数；3项挠度值采用水准仪读数。 *张拉D~B轴线桁架时，轴线桁架反拱增加值

保护层施工→预应力钢绞线第二批张 拉→预应力筋孔道灌浆与封锚

预应力筋孔道选用0140×2.75 mm钢套管，沿主桁架下弦钢管内通长 居中布置。主桁架在工厂分3段制作 时预先安装孔道套管。主桁架分段运 到现场后，在拼装台上先施焊分段套 管接头，然后再焊接下弦管接头。孔道 套管焊接要求为接头应对齐满焊，不 渗漏。通长钢管的一端应与锚固端焊 牢，另端不焊，可自由滑动。 为使预应力套管在下弦钢管内居 中固定，预应力套管外表面上下左右 各焊1根圆钢作为定位支架。该支架 沿套管通长布置，间距2m。 通长套管的灌浆孔位于主桁架两 端受力较小的第三节间，采用带内螺 纹的接头管焊在套管上，并在主桁架 下弦钢管表面的相应位置开椭圆孔， 以免预应力筋张拉时下弦钢管压缩而 破坏灌浆孔接头管

2.3预应力筋穿束与张拉

抗压强度为59MPa

2.5预应力筋孔道灌浆

第二批钢绞线张拉完毕并检查张 拉伸长值合格后，切去多余钢绞线，焊 钢帽。钢帽顶部开有020排气（补浆）孔 （见图3)。 灌浆用水泥同上，水灰比为1：0.45 (不掺减水剂)。灌浆作业从通长钢管的 中部灌浆孔灌人。钢帽内的水泥浆是 从夹片缝隙中流出充填的。灌浆后检 查发现钢帽内的水泥浆不饱满，并有 积水。次日用水灰比较小的水泥浆轮 流多次填实。 水泥浆试件为6d时实测抗压强 度33MPa

dbj20-7-2013标准下载预应力钢绞线张拉顾序

(1）对典型的重载大跨结构，尤 其是当恒载在荷载组合占主导地位 （≥50%）时，采用预应力钢桁架，可优 化结构的内力分布，提高钢材利用率， 并能有效地提高结构刚度，控制结构 的变形，减小挠度，还能有效地平衡桁 架在支座处产生的水平外推力。 (2）张拉端支座的承载力巨大 (4500kN)，采用内外钢套管并通过加劲 肋、隔板等连接成整体，并在内外套管 之间灌注高强水泥浆等措施是成功的。 (3）预应力筋采用有粘结作法， 可有效地满足防腐防火要求。 (4）施工过程中对主桁架部分关 键点的挠度、反拱及下弦压缩值的监 测表明，本工艺可基本满足设计要求。

2.4端支座内外钢管之间的灌浆

2003年第12期 要 目

施工后浇带应用问题 灰质量的控制 混凝土抹面新工艺 剪力墙结构清水混 大型屋面板质量通病的 的质量控制 防治 轻钢龙骨纸面石膏板 用压力灌浆法加固混凝土 裂缝原因及控制措 几种合理的钢筋配料方法 粉刷石膏墙面修补 加气混凝土砌块砌体抹 量通病及防治措放

灰质量的控制 剪力墙结构清水混凝土 的质量控制 轻钢龙骨纸面石膏板吊顶 裂缝原因及控制措施 粉刷石膏墙面修补的质 量通病及防治措施

db37t 5164-2020 建筑施工现场管理标准施工后浇带应用问题 混凝土抹面新工艺 大型屋面板质量通病的 防治 用压力灌浆法加固混凝土 几种合理的钢筋配料方法 加气混凝土砌块砌体抹