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申请/专利权人：岳阳市城市建设工程有限公司;上海城建市政工程(集团)有限公司

摘要：本发明提供一种预应力鱼腹式UHPC屋架结构，包括多榀屋架、以及铺设于屋架顶面用于支撑屋面玻璃幕墙的檩条，多榀屋架通过支撑系杆连接成整体；每榀屋架包括上弦杆、下弦杆和腹杆，所述上弦杆、下弦杆和腹杆均包括布置于其内的钢筋骨架、以及浇筑后与钢筋骨架形成为一体的UHPC。本发明还提供一种预应力鱼腹式UHPC屋架结构的施工方法，通过结构设计及施工方法结合，使屋架跨度可达40.5m。本发明的屋架结构，充分利用UHPC材料优异的力学性能，在大幅提高屋架跨度的情况下，有效减小截面尺寸，进而降低结构自重，降低碳排放；同时解决了钢结构耐久性差、耐火性能差以及维护成本高等问题。

主权项：1.一种预应力鱼腹式UHPC屋架结构，其特征在于，包括多榀屋架、以及铺设于屋架顶面用于支撑屋面玻璃幕墙的檩条，多榀屋架通过支撑系杆连接成整体；每榀屋架包括上弦杆、下弦杆和腹杆，所述上弦杆、下弦杆和腹杆均包括布置于其内的钢筋骨架、以及浇筑后与钢筋骨架形成为一体的UHPC；所述上弦杆呈直线型，其顶面对应于每个节点位置设置有顶面预埋件，所述上弦杆通过所述顶面预埋件与檩条连接；所述上弦杆的两端设置有支座预埋件，屋架两端通过支座预埋件与屋面梁顶支座连接，所述支座预埋件的侧面开孔形成锚具孔；所述支座预埋件包括底面钢板、与所述底面钢板连接的侧面钢板和端面钢板、以及与所述端面钢板连接的加强钢管，所述加强钢管内填充UHPC，所述底面钢板与屋面梁顶支座连接成整体；所述上弦杆的侧面对应于支撑系杆连接处设置有多个第一预留螺栓孔，螺栓穿过第一预留螺栓孔将上弦连接节点板以及屋架间连接节点板固定于上弦杆侧面，且所述上弦连接节点板和屋架间连接节点板分别固定有连接端板；所述下弦杆呈弧形，其内布置有金属波纹管和预应力钢绞线，所述预应力钢绞线铺设于所述金属波纹管内，其两端穿过所述锚具孔并张拉锁紧；所述下弦杆的侧面对应于支撑系杆连接处设置有多个第二预留螺栓孔，螺栓穿过第二预留螺栓孔将下弦连接节点板固定于下弦杆；所述支撑系杆包括上弦杆支撑系杆和下弦杆支撑系杆，所述上弦杆支撑系杆用于连接相邻两榀屋架的上弦杆，其包括垂直于屋架设置用于连接相邻两榀屋架的主支撑水平系杆、以及设于首尾相邻的两榀屋架之间的水平斜向支撑系杆，所述主支撑水平系杆与上弦连接节点板对应的连接端板固定连接，所述水平斜向支撑系杆与屋架间连接节点板对应的连接端板固定连接，且上弦杆侧面每间隔两个节点距离布置一根主支撑水平系杆，水平斜向支撑系杆呈Z字型；所述下弦杆支撑系杆用于连接相邻两榀屋架的下弦杆，分布于下弦杆中心节点两侧，所述下弦杆支撑系杆与下弦连接节点板固定连接；所述预应力鱼腹式UHPC屋架结构的跨度可达40.5m；所述预应力鱼腹式UHPC屋架结构的施工方法，包括如下步骤：步骤S1，根据设计图纸，现场制作与UHPC屋架尺寸相匹配的预制台座、铺设底模、底模弹线定位、钢筋骨架下料绑扎、顶面预埋件和支座预埋件定位固定、以及金属波纹管预埋固定；步骤S2，安装侧模，将侧模分为多段，根据设计图纸，确定每段侧模的安装位置；然后以鱼腹式屋架上弦杆顶部平面作为侧模安装基准面，依次安装腹杆、下弦杆侧模，且侧模通过L型金属支撑件与底模连接固定；步骤S3，根据现场预制台座尺寸，采用耐高温防火篷布与钢管骨架组装搭设可拆卸移动式蒸汽养护棚；其中养护棚骨架由φ25壁厚2.5mm镀锌钢管组装搭设，搭设高度可伸缩调节；养护棚底部钢管焊接万向轮，可按需拆卸移动；养护棚骨架的镀锌钢管同时作为养护棚内蒸汽传输管道的吊挂点，管道两端连接蒸汽养护设备输出端；蒸汽传输管道沿长度方向间隔20-30cm钻孔，作为蒸汽输出孔；步骤S4，UHPC现场浇筑，采用2台快搬式超高性能混凝土搅拌楼，使上料搅拌、卸料运输、现场浇筑流程连续实施；UHPC自屋架一端起向另一端缓慢浇筑，直至整榀屋架浇筑完成，浇筑期间采用橡胶锤轻轻敲击侧模，排除内部气泡；浇筑完成后及时覆盖养护膜；步骤S5，浇筑24h后，拆除侧模，掀开养护膜，立即覆盖一层土工布，持续洒水养护；侧模拆除完成后，将移动式蒸汽养护棚安装覆盖，掀去土工布，开启蒸汽养护流程；在屋架上表面布置若干温度传感器和湿度传感器，实时监控蒸汽养护棚内部温度与湿度，确保以不超过12℃h升温速率升温至90±5℃，蒸汽养护48h后，再以不超过15℃h降至环境温度；步骤S6，待UHPC强度达到设计值，采用汽车吊将屋架完成空中翻身并转运至临时存放承台；通过预埋锚栓，将三道H型钢与屋架临时固定，确保翻身过程平面外稳定；接着将预应力钢绞线穿过预埋的金属波纹管，并将每根钢绞线编号；步骤S7，根据设计图纸，在屋架下弦杆搭设临时支撑；采用吊车将每榀屋架依次吊装至屋顶，每完成一榀屋架的吊装，将屋架与屋面顶梁支座连接成为整体，并连接屋架之间的上弦杆支撑系杆和下弦杆支撑系杆，同时顶紧屋架下弦杆中心以及中心两侧共3处节点枕木，使屋架抵消15T的自重力；步骤S8，在屋架两端，将预应力钢绞线穿过锚具孔，安装夹片，然后张拉至设计值的100%；重复以上步骤直至所有屋架的预应力钢绞线张拉完毕；步骤S9，根据设计图纸，在UHPC屋架上弦杆的顶面预埋件处焊接相应钢立柱，形成5%找坡；然后将檩条依次与钢立柱焊接固定，再在檩条上安装玻璃屋面或不锈钢复合屋面，最后拆除临时支撑，完成预应力鱼腹式UHPC屋架结构的安装。

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