FAST望远镜圈梁格构柱结构体系制造技术

本发明专利技术公开了FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，该圈梁格构柱结构体系包括圈梁和若干根格构柱；其中，圈梁为立体桁架结构，由圆钢管和焊接异型构件组成，圆钢管和焊接异型构件通过焊接球和节点板连接；圈梁的下弦设置有若干个节点，圈梁通过节点承受主索网传过来的动荷载，圈梁通过支座落于若干根格构柱上，格构柱落于格构柱基础上；本申请的结构体系外圈钢结构形成封闭的圆环，承受望远镜的主体荷载，充分利用了钢材的抗压强度，改变了传统射电望远镜支承结构的受力传递方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于FAST射电望远镜的圈梁格构柱结构体系。
技术介绍
FAST望远镜圈梁格构柱结构体系在使用过程中由于主索的拉力作用圈梁整体处于受压状态，在环向平面内为一整体受压结构；在索张拉到基准球面态时，圈梁会产生一定的径向变形；并且在使用过程中索网会形成不同抛物面，而不同抛物面状态下圈梁格构柱结构体系的动载工况及其稳定性能要求也不相同；因此，如何设计一种适于FAST望远镜使用的圈梁格构柱结构体系成为本领域技术人员亟需攻克的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，该结构体系外圈钢结构形成封闭的圆环，承受望远镜的主体荷载，充分利用了钢材的抗压强度，改变了传统射电望远镜支承结构的受力传递方式。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，所述圈梁格构柱结构体系包括圈梁和若干根格构柱；所述圈梁为立体桁架结构，由圆钢管和焊接异型构件组成，所述圆钢管和焊接异型构件通过焊接球和节点板连接；所述圈梁的下弦设置有若干个节点，圈梁通过所述节点承受主索网传过来的动荷载，圈梁通过支座落于若干根所述格构柱上，所述格构柱落于格构柱基础上。进一步，所述支座为双向滑动支座；所述双向滑动支座的底座与所述格构柱固定连接，所述双向滑动支座的顶座与所述圈梁固定连接；所述底座和顶座之间设置有一双向滑动轴，所述双向滑动轴的下端坐落在所述底座上的滑槽内，双向滑动轴的下端的直径小于所述滑槽的内径；所述双向滑动轴的上端与所述顶座卡接连接，二者的连接处设置有一钢半球。进一步，每一根所述格构柱的柱顶均设置两个所述支座。进一步，所述格构柱的柱顶四周设置有若干个水平连杆；所述水平连杆的一端与固定连接在所述格构柱上的连接管横向铰接连接，另一端与固定连接在所述圈梁上的连接管横向铰接连接；通过所述水平连杆给予所述格构柱环向支承。进一步，所述水平连杆的数量为两个，两个水平连杆在所述格构柱的柱顶四周呈对角线设置。进一步，所述水平连杆的数量为四个，四个水平连杆分布设置在所述格构柱的柱顶四周。进一步，所述格构柱与所述圈梁的连接处位于所述圈梁的下表面内侧，所述圈梁的外周处于悬挑状态。进一步，所述双向滑动支座两侧均设置有抗拔装置，通过所述抗拔装置限制所述圈梁脱离所述格构柱。进一步，所述抗拔装置由倒T型抗拔杆和限位耳板构成，所述倒T型抗拔杆的上端固定在所述圈梁上，倒T型抗拔杆的下端设置在所述限位耳板内，倒T型抗拔杆的下端可在所述限位耳板内横向移动设定距离；所述限位耳板固定在所述格构柱的柱顶。进一步，所述圈梁内部设置有马道，相邻的两个所述格构柱之间均布设置有2榀马道吊篮，且在三个所述格构柱上设置有从地面至所述马道的钢爬梯。本专利技术具有以下积极的技术效果：1）本专利技术采用了一种全新的射电望远镜的结构支承体系：外圈钢结构形成封闭的圆环，承受望远镜的主体荷载，充分利用了钢材的抗压强度，改变了传统射电望远镜支承结构的受力传递方式；2）本专利技术的圈梁的内径达到500.8m,且位于贵州喀斯特山区，格构柱依据地势设置高度，其高度从6.419m~50.419m高度不等，无论尺度还是施工难度，都提出了新的挑战；3）环梁外周悬挑：FAST射电望远镜的反射面及索网位于环梁内侧，其传来的载荷作用于环梁内侧，因此外侧5.5m左右的悬挑部分能够起到一定的配重作用；4）滑移支座的设置：基于温度变化的影响，环梁与格构柱间设置滑移支座，在温度变化时，通过环梁与格构柱的相对滑移释放温度应力，提高结构承载能力；5）水平连杆的设置：其给予格构柱环向支承，避免滑动支座环向滑轨“卡死”的情况；6）抗拔杆的设置：由于环梁通过滑移支座支承于格构柱顶，并且外围呈悬挑姿态，设置抗拔杆，有效的防止环梁脱离格构柱，并且还能起到限制滑移过大的作用；7）吊装轨道的设置：为反射面单元的吊装提供了支承；8）施工工艺：本专利技术采用焊接与栓接相结合的方式，降低人工成本、提高安装效率。附图说明图1是本专利技术FAST望远镜圈梁格构柱结构体系的整体结构示意图；图2是本专利技术的支座与圈梁和格构柱的连接关系示意图；图3是本专利技术的水平连杆与圈梁和格构柱的连接关系示意图；图4是本专利技术的抗拔装置与圈梁和格构柱的连接关系示意图；图5是本专利技术的抗拔装置的结构示意图。图中：1、圈梁；2、格构柱；3、底座；4、顶座；5、双向滑动轴；6、钢半球；7、水平连杆；8、连接管；9、连接管；10、倒T型抗拔杆；11、限位耳板；12、滑动槽。具体实施方式下面，参考附图，对本专利技术进行更全面的说明，附图中标示出了本专利技术的示例性实施例。然而，本专利技术可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本专利技术全面和完整，并将本专利技术的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。如图1所示，本专利技术提供了一种FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，该圈梁格构柱结构体系包括圈梁1和若干根格构柱2；其中，圈梁1为立体桁架结构，圈梁1内圈直径500.8m，高5.5m，宽11m，由圆钢管和焊接异型构件组成，圆钢管和焊接异型构件通过焊接球和节点板连接；圈梁1的下弦设置有若干个节点，圈梁通过节点承受主索网传过来的动荷载，圈梁1通过支座落于若干根格构柱2上，格构柱2落于格构柱基础上。为了保证双向滑动支座在索张拉完成后基本位于格构柱2顶中心位置，在圈梁1设计时，将圈梁1所在的圆周半径外扩了100mm。在索张拉到基准球面态时，圈梁1产生一定的径向变形，可以满足支座基本位于格构柱2的顶中心。圈梁1为横截面5.5m×11m的桁架，共分为A,B,C,D,E共5个区，每个区的结构绕着圆中心旋转对称。上弦两端杆件，截面形式为不规则箱型构件，其上设置反射面板吊装设备预留轨道。其余弦杆为圆钢管，腹杆主要为圆钢管，局部采用工字钢。圆钢管腹杆与不规则箱型弦杆的连接采用耳板高强螺栓连接，与圆钢管本文档来自技高网...

【技术保护点】
FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，其特征在于，所述圈梁格构柱结构体系包括圈梁和若干根格构柱；所述圈梁为立体桁架结构，由圆钢管和焊接异型构件组成，所述圆钢管和焊接异型构件通过焊接球和节点板连接；所述圈梁的下弦设置有若干个节点，圈梁通过所述节点承受主索网传过来的动荷载，圈梁通过支座落于若干根所述格构柱上，所述格构柱落于格构柱基础上。

【技术特征摘要】
1.FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，其特征在于，所述圈梁格构柱结构体系包括圈梁
和若干根格构柱；所述圈梁为立体桁架结构，由圆钢管和焊接异型构件组成，所述圆钢管和
焊接异型构件通过焊接球和节点板连接；所述圈梁的下弦设置有若干个节点，圈梁通过所
述节点承受主索网传过来的动荷载，圈梁通过支座落于若干根所述格构柱上，所述格构柱
落于格构柱基础上。
2.根据权利要求1所述的FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，其特征在于，所述支座为双
向滑动支座；所述双向滑动支座的底座与所述格构柱固定连接，所述双向滑动支座的顶座
与所述圈梁固定连接；所述底座和顶座之间设置有一双向滑动轴，所述双向滑动轴的下端
坐落在所述底座上的滑槽内，双向滑动轴的下端的直径小于所述滑槽的内径；所述双向滑
动轴的上端与所述顶座卡接连接，二者的连接处设置有一钢半球。
3.根据权利要求1所述的FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，其特征在于，每一根所述格
构柱的柱顶均设置两个所述支座。
4.根据权利要求1所述的FAST望远镜圈梁格构柱结构体系，其特征在于，所述格构柱的
柱顶四周设置有若干个水平连杆；所述水平连杆的一端与固定连接在所述格构柱上的连接
管横向铰接连接，另一端与固定连接在所述圈梁上的连接管横向铰接连接；通过所述水平
连杆给予所述格构柱环向...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠义，王启明，张琳，赵保庆，王哲，刘传佳，古学东，刘飞，梁宸宇，崔建华，李华峰，
申请(专利权)人：北京市建筑设计研究院有限公司，中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：北京;11