本发明专利技术公开了一种可用于管道跨越的直梁型张弦结构，管道跨越结构技术领域，包括桁架，桁架包括有上弦杆、下弦杆和腹杆，腹杆包括有直腹杆和斜腹杆，桁架的左、右侧面均为倾斜面，斜腹杆设置于倾斜面内，且相邻的两个斜腹杆呈倒V型或正V型设置；下弦杆连接有多根沿下弦杆长度方向间隔分布的撑杆，多根撑杆连接有预应力拉索，撑杆和预应力拉索处于倾斜面向下的延伸范围内。本发明专利技术用于支承管道的张弦结构中的直梁采用横截面为梯形的圆钢管立体桁架，采用预应力拉索后，桁架高度可取至跨度的1/40左右，仅为普通钢桁架高度的一半；显著减少了用钢量，大大降低了结构自重；提高了桁架在风荷载下的抗倾覆稳定性，具有良好的耗能减震性能。能。能。
【技术实现步骤摘要】
一种可用于管道跨越的直梁型张弦结构
[0001]本专利技术涉及管道跨越结构
，特别是涉及一种可用于管道跨越的直梁型张弦结构。
技术介绍
[0002]随着节能减排形势和长输热网技术的不断发展，输热管道比以往更多地需要通过沟谷、河流；由于地质、地形的复杂性，常常需要采用跨越通过的方式。实际工程中，跨度为80~160米的跨越结构的应用最为广泛。普通钢桁架结构的适用跨度范围一般在80米以内，当跨度进一步增加时，普通钢桁架要么难以胜任、要么极不经济。当采用悬索跨越结构时，悬索结构的两端索塔外侧需要埋设缆索锚碇的场地条件，且投资大、工期长。
技术实现思路
[0003]本专利技术的主要目的是为了提供一种可用于管道跨越的直梁型张弦结构，便于工厂预制和野外装配，可实现管道支承结构的大跨度跨越，具有结构刚度大且减震效果好的优点。
[0004]本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种可用于管道跨越的直梁型张弦结构，包括桁架，所述桁架包括有上弦杆、下弦杆和腹杆，所述腹杆包括有直腹杆和斜腹杆，所述桁架的左、右侧面均为倾斜面，所述斜腹杆设置于倾斜面内，且相邻的两个斜腹杆呈倒V型或正V型设置；所述下弦杆连接有多根沿下弦杆长度方向间隔分布的撑杆，所述多根撑杆连接有预应力拉索，所述撑杆和预应力拉索处于所述倾斜面向下的延伸范围内；所述斜平面内包含有多段节间，每隔若干段节间所述倾斜面内的相邻的两个斜腹杆设置为约束屈曲耗能腹杆，所述约束屈曲耗能腹杆包括有内外分布的第一圆钢管和第二圆钢管；所述桁架的两端均采用四柱框架支撑，所述四柱框架靠近桁架跨中一侧的两根第一钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有多片第一横向加劲肋，所述横向加劲肋上设置有第一钢封板，所述预应力拉索的端部设置有锚座，所述第一钢封板与所述锚座固定连接；所述四柱框架远离桁架跨中一侧的两根第二钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有多片第二横向加劲肋，所述第二横向加劲肋底部设置有第二钢封板，所述第二钢封板与下弦杆固定连接；所述第二钢封板上设置有至少两个竖向SMA绞线支座，所述第二钢砼支架柱顶部与第二钢封板对应的位置处设置有至少两个竖向SMA绞线支座，上下对应的两个所述竖向SMA绞线支座之间设置有竖向SMA绞线；所述桁架的两端部对称设置有端部刚性节间，所述四柱框架的多根钢砼框架梁顶面均设置有水平SMA绞线支座，所述端部刚性节间内的下弦杆和所述下弦杆所在平面内的直腹杆上各设置有两个水平SMA绞线支座；
其中所述下弦杆上的两个水平SMA绞线支座和所述直腹杆上的两个水平SMA绞线支座分别对应一个水平SMA绞线支座搭配使用，且搭配使用的三个水平SMA绞线支座之间采用两段水平SMA绞线连接；所述第一钢砼支架柱与其上方的下弦杆节点之间设置有叠层橡胶支座。
[0005]优选的，所述第一、第二钢砼支架柱顶部均设置有预埋钢板，所述预埋钢板的底侧向下延伸设置有锚筋，且所述锚筋穿插于对应的钢砼支架柱内；所述桁架的横截面为梯形；所述端部刚性节间的长度值为桁架高度值。
[0006]优选的，所述第一钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有五片第一横向加劲肋，其中处于外侧的两片第一横向加劲肋上焊接有第一钢封板，位于中间的三片第一横向加劲肋相对于处于外侧的两片第一横向加劲肋向下延伸部分，所述三片第一横向加劲肋的延伸部分与第一钢封板焊接，且第一钢封板与叠层橡胶支座固定连接。
[0007]优选的，所述桁架斜平面内每隔两个节间在呈V型的两个斜腹杆底端交点位置处设为撑杆与预应力拉索的连接处；所述撑杆的顶端通过销轴与下弦杆连接，所述撑杆的底端设置有耳板，所述耳板通过索夹与预应力拉索连接；所述锚座固定于所述下弦杆端部节点的侧面。。
[0008]优选的，所述下弦杆下方的从一端到另一端的多根撑杆中处于偶数位置的撑杆顶端节点处的相邻的两个斜腹杆设为约束屈曲耗能腹杆。
[0009]优选的，所述第二钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有三片第二横向加劲肋，所述第二横向加劲肋下方的第二钢封板与下弦杆固定连接。
[0010]优选的，所述第一圆钢管采用LY100或LY160低屈服点钢材制作，所述第二圆钢管采用碳素结构钢或低合金高强度结构钢制作，所述第一圆钢管两端各焊接两道钢环，两道钢环之间的第一圆钢管表面粘贴碳纤维布，所述第一圆钢管中部焊接一道钢环，中部钢环两侧的第一圆钢管表面粘贴碳纤维布，所述第一圆钢管两端和中部钢环的外表面经喷砂处理后喷涂有聚四氟乙烯材料，所述约束屈曲耗能腹杆的两端采用销轴分别与桁架上、下弦杆连接。
[0011]优选的，所述端部刚性节间内设置有X型支撑杆，且X型支撑杆的两端侧均设置有竖杆；所述上弦杆、下弦杆和腹杆均为圆钢管结构，所述上弦杆、下弦杆分别与腹杆之间均设置有加劲肋板。
[0012]优选的，所述第二圆钢管上端与第一圆钢管上端齐平，所述第二圆钢管下端比第一圆钢管下端短50~100mm；所述第一圆钢管的端部钢环外表面距第二圆钢管内表面4~6mm，所述第一圆钢管的中部钢环外表面距第二圆钢管内表面8~10mm；所述第一圆钢管中部钢环宽度为端部钢环宽度的二分之一，所述第一圆钢管端部钢环宽度不小于100mm、且不小于第一圆钢管半径；所述第一圆钢管的长细比在80~120之间，其径厚比在20~30之间。
[0013]优选的，所述第二钢砼支架柱上的竖向SMA绞线支座为固定端，采用夹片式锚具固定，其上方对应下弦杆节点处的竖向SMA绞线支座为张拉端，采用夹片式锚具、中空螺栓并
配套中空锚座组成的防松装置固定。
[0014]本专利技术的有益技术效果：1.本专利技术用于支承管道的张弦结构中的直梁采用横截面为梯形的圆钢管立体桁架，采用预应力拉索后，桁架高度可取至跨度的1/40左右，仅为普通钢桁架高度的一半；显著减少了用钢量，大大降低了结构自重；提高了桁架在风荷载下的抗倾覆稳定性，具有良好的耗能减震性能。
[0015]2.曲线型预应力拉索可以使桁架中的小内力杆获得较小的反向预应力，较大内力杆获得较大的反向预应力；同时大大改善了桁架上弦的受压稳定性；由于预应力拉索布置在梯形桁架斜平面内的侧下方，其在斜平面内的跨中垂度及各撑杆长度、位置，不受桁架高度和桁架高度的束缚，可根据受力及变形的要求灵活调整。
[0016]3.预应力拉索两端的锚座焊接在下弦加强节点外侧的钢封板上，连接简单直接；避免了与桁架端部杆件的交汇构造，无需采用铸钢等复杂节点，制作简单造价低，更加符合管道支架结构的特点和使用环境。
[0017]4.由于预应力拉索提供的反向等效荷载，桁架腹杆内力不大且较均衡；由于约束屈曲耗能腹杆的第一圆钢管采用LY100或LY160低屈服点钢材制作，在约束屈曲耗能腹杆在地震工况轴力不大时也可进入塑性屈曲耗能状态。
[0018]5.约束屈曲耗能腹杆的第一圆钢管端部，采用两道钢环及碳纤维布加强，避免耗能腹杆的端部在地震工况时发生局部屈曲；第一圆钢管的中部，采用一道较薄钢环及两侧碳纤维布加强，既使杆件中部在地震工况时有合适的屈曲变形以充分耗能，又通过碳纤维加强带改善了中部的主要耗能区在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可用于管道跨越的直梁型张弦结构，其特征在于：包括桁架，所述桁架包括有上弦杆、下弦杆和腹杆，所述腹杆包括有直腹杆和斜腹杆，所述桁架的左、右侧面均为倾斜面，所述斜腹杆设置于倾斜面内；所述下弦杆连接有多根沿下弦杆长度方向间隔分布的撑杆，所述多根撑杆连接有预应力拉索，所述撑杆和预应力拉索处于所述倾斜面向下的延伸范围内；所述斜平面内包含有多段节间，每隔若干段节间所述倾斜面内的相邻的两个斜腹杆设置为约束屈曲耗能腹杆，所述约束屈曲耗能腹杆包括有内外分布的第一圆钢管和第二圆钢管；所述桁架的两端均采用四柱框架支撑，所述四柱框架具有四根钢砼支架柱和多根钢砼框架梁，所述预应力拉索的端部设置于四柱框架靠近桁架跨中一侧的两根第一钢砼支架柱上方的下弦杆节点处；所述四柱框架远离桁架跨中一侧的两根第二钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有至少两个竖向SMA绞线支座，所述第二钢砼支架柱的顶部对应设置有至少两个竖向SMA绞线支座，上下对应的两个所述竖向SMA绞线支座之间设置有竖向SMA绞线；所述桁架的两端部对称设置有端部刚性节间，多根所述钢砼框架梁顶面设置有水平SMA绞线支座，所述端部刚性节间内的下弦杆和所述下弦杆所在平面内的直腹杆上各设置有两个水平SMA绞线支座；其中所述下弦杆上的两个水平SMA绞线支座和所述直腹杆上的两个水平SMA绞线支座分别对应一个水平SMA绞线支座搭配使用，且搭配使用的三个水平SMA绞线支座之间采用两段水平SMA绞线连接；所述第一钢砼支架柱与其上方的下弦杆节点之间设置有叠层橡胶支座。2.根据权利要求1所述的可用于管道跨越的直梁型张弦结构，其特征在于：所述第一钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有多片第一横向加劲肋，所述横向加劲肋上设置有第一钢封板，所述预应力拉索的端部设置有锚座，所述第一钢封板与所述锚座固定连接；所述四柱框架远离桁架跨中一侧的两根第二钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有多片第二横向加劲肋，所述第二横向加劲肋底部设置有第二钢封板，所述第二钢封板与下弦杆固定连接；所述竖向SMA绞线支座设置于第二钢封板上；所述第一、第二钢砼支架柱顶部均设置有预埋钢板，所述预埋钢板的底侧向下延伸设置有锚筋，且所述锚筋穿插于对应的钢砼支架柱内。3.根据权利要求2所述的可用于管道跨越的直梁型张弦结构，其特征在于：所述第一钢砼支架柱上方的下弦杆节点处设置有五片第一横向加劲肋，其中处于外侧的两片第一横向加劲肋上焊接有第一钢封板，位于中间的三片第一横向加劲肋相对于处于外侧的两片第一横向加劲肋向下延伸部分，所述三片第一横向加劲肋的延伸部分与第一钢封板焊接，且第一钢封板与叠层橡...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国兴，金向前，丁巧芬，高蕾，徐先强，
申请(专利权)人：南京苏夏设计集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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