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摘要：武汉东西湖体育中心游泳馆屋盖结构形式为大跨度张弦结构，整体呈“梭子”型，中间布置7榀张弦梁体系，下弦拉索采用高钒索，张弦梁最大跨度87米，张弦梁两侧为钢桁架体系；通过仿真计算和方案比较分析，施工中采用先安装屋盖钢结构，再安装下弦拉索，对拉索采用一端、分级、循环张拉的施工方法。
关键词：大跨度张弦结构；一端张拉；分级循环张拉；仿真计算；施工技术
一、引言
武汉东西湖体育中心游泳馆为甲级体育建筑，屋盖系统整体呈“梭子”型，跨度约为134米，中间布置7榀张弦梁体系，下弦拉索采用下弦拉索采用：Ф75、Ф92、Ф105、Ф116高钒索，张弦梁最大跨度87米，上弦和下弦采用钢管撑杆连接，张弦梁与两侧钢桁架通过横向联系杆形成整体稳定的受力体系。张弦梁支座采用两端铰接，置于混凝土柱顶。屋盖结构三维视图如图1所示。
图3
对于拉索的预应力施加，根据模型仿真验算和设计相互校核得出预应力拉索的预拉力值。施加预应力的方法是：通过油泵将油压传给两个千斤顶，然后调节自身的调节套筒达到所要施加的力。
张拉时支撑胎架保留，结构张拉由左向右依次张拉，施工张拉过程中各工况下张弦梁索力值见表1，根据现场实际情况，施工过程分析时结构自重取为1.1倍结构自重，并且考虑5%的超张拉。
表1 施工张拉过程中各工况下张弦梁索力值
三、有限元分析
（一）分析软件：
采用大型通用有限元软件MidasGenVer.8.2.1，考虑结构几何非线性。
（二）材料特性：
钢材弹性模量为2.06×105MPa，泊松比为0.3，温度膨胀系数为1.2×10-5；拉索弹性模量为1.6×105MPa，泊松比为0.3，温度膨胀系数为1.2×10-5。
荷载条件：根据施工过程考虑结构自重，钢构件的质量密度为7.85×103kg/m3，并乘以1.1的节点重量系数；索采用全封闭高钒索，质量密度为7.85×103kg/m3。
（三）分析结果：
张拉完成后拉索张拉控制力分析结果如图4所示，钢结构胎架拆除后拉索索力如图5所示。（单位：kN）
张拉完成后结构竖向位移分析结果如图6所示，钢结构胎架拆除后结构竖向位移如图7所示。
张拉完成后钢结构组合应力如图8所示，钢结构胎架拆除后钢结构组合应力如图9所示。
经计算，施工过程分析进行找力分析，拉索内力与设计索力偏差小于1%，说明用于施工过程分析的目标索力值与设计相符。
（四）结论
随着每榀张弦梁拉索的逐渐张拉，已张拉的拉索索力会发生不断变化，但从第四批张拉开始趋向稳定，最终张弦梁最大索力为2002.89kN（超张拉5%），各榀索力也达到目标索力。在张拉过程中整个结构的最大反拱值为215.33mm。在张拉过程中，中间各榀胎架逐渐可以主动脱架，第一榀张弦梁需人工脱架。
由于单榀拉索索力较大，在拉索张拉后将在索头附近钢结构处局部产生较大应力，最大钢结构等效应力为140.85Mpa，较为安全。
四、结束语
本工程大跨度张弦梁结构结构体系复杂，施工精度要求高，施工难度大，通过前期全过程的分析计算，对大跨度张弦梁采用“一端、分级、循环”张拉施工的技术无论在安全、进度还是质量方面都得以全面有序的完成既定目标，同时，在大跨度张弦结构的施工上积累了丰富的施工经验。
参考文献
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[2]方含友,吕志涛.预应力钢结构中的预应力作用与结构分类.钢结构.2013，27（12）：25-28
[3]蔡国明，遇瑞.大跨度张弦梁张拉模拟分析技术[J].钢结构.2015，30（2）：61-64
论文作者:张林萌,胡雷嵩,魏华松,张兴
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/14
标签：结构论文; 钢结构论文; 拉索论文; 如图论文; 所示论文; 下弦论文; 预应力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;