1.张弦梁部分是由刚性构件上弦、高强钢拉杆、撑杆组成的结构体系,水平土压力通过冠梁或者腰梁传递给撑杆,撑杆受压,并将压力传给高强钢拉杆,高强钢拉杆受拉,两端的高强钢拉杆最终将拉力传递给支座。可将高强钢拉杆的拉力分解为水平方向和竖直方向的作用力,水平方向的力由冠梁来承担,竖直方向的力由支座(对撑或者角撑)承担。
张弦梁结构是一种大跨度预应力空间结构体系,应用在基坑内支撑中,能提供超大的开挖空间。张弦梁结构体系组成简洁、受力明确、结构形式多样,充分发挥了刚柔两种材料的优势,并且制造、运输、施工简捷方便,因此具有良好的应用前景。
图1 张弦梁受力简图
2.大跨度对撑和角撑设计成桁架形式,主要由格构式主撑、斜腹杆、横腹杆、节点头组成,每隔12m通过支架与立柱连接。桁架主撑采用格构式,可由多根H型钢组成,缀板采用槽形钢,节点与弦杆采用高强螺栓连接。 采用桁架形式保证大跨度支撑不会失稳,装配程度高,易于吊装。
图2 钢桁架支撑示意图
1—主受力杆;2—横腹杆;3—斜腹杆;4—预应力施加装置;5—钢筋混凝土冠梁或腰梁;
6—支架梁;7—立柱
3.张弦梁钢支撑系统构件全部在工厂加工生产,对撑桁架、角撑桁架、张弦梁拉杆、腹杆及支架梁标准节均有固定模数,桁架尺寸可以通过标准节与调节段自由组合,灵活度高,适用于不同规模基坑。桁架及张弦梁撑杆端部通过“抽屉”式设计,可以实现尺寸调节,应对基坑偏差。施加应力后,端部支座处采用钢楔块楔紧。
4.张弦梁拉杆与腰梁(冠梁)连接部位端部锚固头采用螺纹连接,拆卸时,钢拉杆可取出周转使用。钢拉杆两端采用可调螺纹设计,单根钢拉杆长度可调节10cm,能有效解决基坑围护结构尺寸偏差。
5.张弦梁及对撑(角撑)桁架支座位置安装测力传感器,可自动采集数据,实现张弦梁钢支撑系统轴力全天候监测。
图3 智能监测平台界面示意图
6.预应力伺服系统,根据高精度传感器所测参数值对支撑轴力进行适时的自动或手动补偿,从而达到控制基坑变形的目的。
图4 预应力伺服系统