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膜结构看台的张拉试验的方案及其分析

  车辐式膜结构看台的张拉方案主要有张拉径向索、顶升飞柱以及张拉环索3种。本试验模拟了这3种方案以及由张拉径向索方案演变而来的间隔1榀张拉径向索方案。

  张拉径向索的步骤是∶①用胎架安装环梁和支承柱;②在地面上拼装上环索和上径向索;③分7步张拉上径向索,直到其与环梁上的节点相连上,当上环索距离地面1.8m时安装飞柱、下环索和下径向索;④分8步张拉下径向索并将其连接至外环梁节点板。张拉径向索时每个张拉步使工装卡具在螺杆上向环梁移动100mm。

  顶升飞柱方案、张拉环索方案以及间隔1榀张拉径向索方案包含了张拉径向索方案的4个步骤,需要强调的是,顶升飞柱方案中的飞柱在步骤③安装时比设计状态短120mm。张拉环索方案的环索在步骤③安装上去时比设计状态长24mm。间隔1榀张拉径向索方案中,将径向索按轴线编号分为两批,即奇数号与偶数号,每次只同步张拉同批编号的径向索,两批交替张拉。

  接下来我们先来分析下膜结构看台张拉径向索方案的特点:

  张拉径向索方案中的径向索内力发展历程中得知,轴线处的上、下径向索内力,当上径向索与环梁连接时,其内力达到张拉过程的一个峰值点;下径向索一开始张拉,上径向索的索力就立时减小;张拉下径向索期间,上径向索有很长一段时间处于松弛状态,直到下径向索即张拉到设计长度时,上径向索的索力又速度增加。

  飞柱刚悬挂到上环索时是竖直的。张拉下径向索过程中,上径向索松弛的时候,飞柱会发生倾斜。随着下径向索索头逐步接近环梁,上径向索索力开始增加。飞柱又逐步恢复竖直状态。

  张拉成型状态的径向索预应力分布情况中得出,其中计算值是指根据在步骤①安装环梁和支承柱之后复测的环梁位形和实际加工的索长所计算出的初始预应力态的预应力分布情况。另外还得知,张拉膜结构看台成型状态测量出的索力与计算值较为接近,预应力分布模式基本一致,说明定尺定长设计与张拉技术能够良好保持成型状态预应力达到设计要求。