預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)在旅客登機(jī)橋上的運(yùn)用研究

蒂森克虜伯機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)（中山）有限公司，廣東中山 528437

摘要：機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋是機(jī)場(chǎng)用以連接候機(jī)廳與飛機(jī)之間的可移動(dòng)升降的通道，是旅客安全高效進(jìn)入指定航班的一項(xiàng)便捷保障措施，在航空中發(fā)揮著重要作用。因此，其建設(shè)施工的安全與高效就是當(dāng)下應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題，其中預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上的應(yīng)用最為廣泛。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；拉桿結(jié)構(gòu)；機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋

我們所知道的，現(xiàn)在我國(guó)的機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的玻璃側(cè)壁通常采用同向或反向單斜桿焊接結(jié)構(gòu)。其中，預(yù)應(yīng)力交叉斜拉桿以其結(jié)構(gòu)的輕巧、通透性高、外觀精致等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用到機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的玻璃側(cè)壁中，在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上發(fā)揮著巨大的作用，為了其更好地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上，我們有必要對(duì)預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)做一個(gè)詳細(xì)的了解，在此基礎(chǔ)上可通過(guò)數(shù)值模擬方法，分析其所需預(yù)應(yīng)力大小及材料，并對(duì)拉桿尺寸進(jìn)行優(yōu)化。如圖所示：

1 預(yù)應(yīng)力拉桿作用力的基本概述

在鋼結(jié)構(gòu)中，往往通過(guò)采取一些有效措施來(lái)創(chuàng)建一套與荷載引起的內(nèi)力反號(hào)的自平衡力系以求減小荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，從而節(jié)約鋼材。其中預(yù)應(yīng)力拉桿式預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)內(nèi)型，它主要用于結(jié)構(gòu)的加固上。除了預(yù)應(yīng)力拉桿外，還有預(yù)應(yīng)力壓桿、預(yù)應(yīng)力梁等，它們的相同點(diǎn)都在于通過(guò)增設(shè)高強(qiáng)度鋼構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力的一種鋼結(jié)構(gòu)。

預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)中，受拉構(gòu)件先受壓，然后在外荷作用下，抵消預(yù)壓力后再受拉力的作用。如在此時(shí)可以將壓力加大，受拉構(gòu)件的鋼材承載力就比以前強(qiáng)，此時(shí)的鋼材的承載力利用增大了一倍。如圖所示，設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線并施加預(yù)壓力，在鋼絞線產(chǎn)生拉力后，二者就相互平衡。我們可以很清楚地觀測(cè)到，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的構(gòu)件在荷載作用下受拉時(shí)，構(gòu)件和鋼絞線一起伸長(zhǎng)，二者伸長(zhǎng)率相等，拉桿的預(yù)應(yīng)力也相等。為了達(dá)到鋼絞線的抗拉強(qiáng)度極限，鋼絞線的拉力與荷載引起的拉力需疊加，構(gòu)件的預(yù)壓力被拉力抵消后才受拉。這時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力拉桿承受的拉力是非預(yù)應(yīng)力拉桿的兩倍。在實(shí)際的施工中，如果在荷載不變的情況下，節(jié)約近一半的鋼材。如果在荷載作用下，使構(gòu)件應(yīng)力再次增大后，再一次張拉鋼絞線，壓縮構(gòu)件，二次加預(yù)應(yīng)力，節(jié)省的鋼材將會(huì)更多，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。這就是預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)在鋼結(jié)構(gòu)中一般應(yīng)用原理。如圖所示：

2 預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)運(yùn)用于機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的效果研析

2.1提高機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的玻璃側(cè)壁的美觀度

現(xiàn)代化的機(jī)場(chǎng)，登機(jī)橋不僅只是用于旅客上下飛機(jī)的通道設(shè)施，而且其設(shè)計(jì)的美觀度日益成為機(jī)場(chǎng)建筑系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)組成部分。在我國(guó)的機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的具體施工中，預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)的運(yùn)用首先讓人想到的就是機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋中美觀的玻璃側(cè)壁。在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的玻璃側(cè)壁中，預(yù)應(yīng)力交叉斜拉桿以其自身的結(jié)構(gòu)上的輕巧、外形上的美觀、通透性的優(yōu)良，很好地滿足了人們的審美需求，因此成為機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋結(jié)構(gòu)的首選，可以說(shuō)預(yù)應(yīng)力交叉斜拉桿在很大程度上滿足了人們的審美需求。

2.2加固機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的拉索的堅(jiān)固度

機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋作為承載人員流通的通道，其結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固、保障人生的安全性顯得十分重要。預(yù)應(yīng)力拉桿在結(jié)構(gòu)加固中也是當(dāng)前各種建筑設(shè)施中應(yīng)用最為廣泛的，主要體現(xiàn)在縱向水平的支撐拉桿中。與普通的鋼材相比，預(yù)應(yīng)力拉桿在結(jié)構(gòu)加固中不僅能夠有效地提高架構(gòu)的的穩(wěn)定性、堅(jiān)韌度、強(qiáng)度，而且在一定程度上還能減少建筑鋼材的使用量，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，。當(dāng)然，在具體的機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上，預(yù)應(yīng)力拉桿如何更為有效地加固拉索的堅(jiān)固度，需要通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力一定的估計(jì)、預(yù)算，才能更為有效地使預(yù)應(yīng)力拉桿為機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋服務(wù)。

2.3增強(qiáng)機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的抗風(fēng)、抗震性

對(duì)于預(yù)應(yīng)力拉桿提高機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的抗風(fēng)、抗震性，這一點(diǎn)也十分突出，主要集中力在于連接方檀跨中和鋼拱側(cè)面的拉桿，這一部分的拉桿的作用主要是當(dāng)風(fēng)吸力或地震強(qiáng)度震顫時(shí)，它可以通過(guò)拉桿之間力的平衡，來(lái)減少風(fēng)向力及地震強(qiáng)度的震懾作用。由于在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上恒載較大的玻璃幕，風(fēng)吸力的作用不是很明顯，因此該部分拉桿選用截面較小的拉桿，預(yù)應(yīng)力可以設(shè)為15MPa，在風(fēng)吸時(shí)，拉桿力會(huì)隨風(fēng)荷載增加。

3 增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)運(yùn)用于機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋效果的方法

機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的質(zhì)量的保證在很大程度上依賴于施工中鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力及拉桿的施工質(zhì)量。為了有效地提高機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的施工質(zhì)量，一定好做好以下幾點(diǎn)，來(lái)保證鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的施工質(zhì)量：

3.1拉索或拉桿的質(zhì)量

拉鎖或拉桿在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的施工中占有很大的比重，為了有效保證鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的施工質(zhì)量，要做好這幾點(diǎn)細(xì)致工作如：（1）鋼絲或拉桿的材質(zhì)控制；（2）錨頭的質(zhì)量控制；（3）錨頭澆鑄敦頭在質(zhì)量方面的控制；（4）針對(duì)典型拉桿或者拉索的一比一張拉試驗(yàn)方面；（5）拉索或者拉桿的長(zhǎng)度控制方面。

3.2拉索或者拉桿在張拉力方面的控制

一般而言，拉索或者拉桿產(chǎn)生的張拉力對(duì)主體鋼結(jié)構(gòu)有著十分重大的影響，要做好拉索張力的控制，或者做好主體鋼結(jié)構(gòu)尺寸方面的控制，在具體的作為大型公共建筑的主要受力部分和新型屋面系統(tǒng)大跨度鋼結(jié)構(gòu)和索膜結(jié)構(gòu)中，其質(zhì)量直接影響到建筑物的安全和使用功能，在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的應(yīng)用上也同樣適用。具體圖示如下：

3.3嚴(yán)格把住接頭裝配質(zhì)量關(guān)

在具體的建筑施工中，每一個(gè)細(xì)枝末節(jié)都將影響一項(xiàng)工程施工質(zhì)量的好壞。在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋中，要嚴(yán)格把住接頭裝配質(zhì)量，接頭的裝配質(zhì)量包括：坡口質(zhì)量、根部間隙、對(duì)口錯(cuò)邊量等幾個(gè)方面，對(duì)其出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)登記在冊(cè)，及時(shí)尋求解決方案。

3.4提高焊接質(zhì)量

焊接這道工序在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的施工中是一項(xiàng)必不可少的工序，必須保證焊接的質(zhì)量。但在實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)，第一，當(dāng)焊接表面潮濕、有油污，焊接環(huán)境溫度過(guò)大或焊接部位受風(fēng)、雨、雪直接侵襲時(shí)，焊接的質(zhì)量都將在一定程度上受到影響。第二，為了減少焊接應(yīng)力，防止產(chǎn)生焊接裂紋，在焊接的過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)焊接部位進(jìn)行預(yù)熱，在焊接完成后應(yīng)及時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行后熱。第三，對(duì)設(shè)計(jì)及國(guó)家規(guī)范要求探傷的焊縫，應(yīng)對(duì)每條焊縫按比例要求進(jìn)行無(wú)損探傷。質(zhì)檢人員應(yīng)在焊縫完成后及時(shí)按設(shè)計(jì)和GB50205等標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行外觀檢查和無(wú)損檢驗(yàn)，對(duì)于焊接不合格部分要及時(shí)通知焊工返修。

3.5預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要遵循四項(xiàng)基本原則

一項(xiàng)完美工程的施工離不開(kāi)合理的設(shè)計(jì)。在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的具體施工之前，需對(duì)預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)，具體要遵循這幾個(gè)方面的原則。第一，拉桿張拉時(shí)盡量避免受壓破壞。第二，在外荷載作用下，拉桿不應(yīng)發(fā)生受拉損壞。第三，預(yù)應(yīng)力拉桿的施工應(yīng)保證工作環(huán)境的耐久性要求。第四，要保證在拉力和預(yù)應(yīng)力的共同作用下拉桿的絕對(duì)伸長(zhǎng)值要小于限值。

4 預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)的運(yùn)用思考

對(duì)于機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋這種相對(duì)大跨結(jié)構(gòu)的建筑形式，預(yù)應(yīng)力拉桿在一定程度上能夠?yàn)楣こ痰馁|(zhì)量帶來(lái)高效，但是預(yù)應(yīng)力拉桿在其中的應(yīng)用仍然有欠完善的問(wèn)題需要進(jìn)一步思考其解決方法。

（1）預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上，由于它的存在使得機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋的受力更為合理，但是也正是由于拉桿的存在，使得結(jié)構(gòu)較一般類型的拱更加復(fù)雜，施工也變得更加麻煩，特別是拉桿結(jié)合部的端節(jié)點(diǎn)的連接也更為復(fù)雜，端節(jié)點(diǎn)處往往處于多向受力狀態(tài)。

（2）在預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)中地梁的長(zhǎng)度相較一般而言略長(zhǎng)，在具體施加預(yù)應(yīng)力張拉的過(guò)程中失穩(wěn)問(wèn)題也是一個(gè)值得研究探討的。

5 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上的應(yīng)用已經(jīng)變得越來(lái)越普遍，這在一定程度上能夠說(shuō)明預(yù)應(yīng)力拉桿確實(shí)在機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上發(fā)揮了一定的作用，它能有效地彌補(bǔ)一般的鋼材結(jié)構(gòu)所不能發(fā)揮的作用。但對(duì)于預(yù)應(yīng)力拉桿的結(jié)構(gòu)的研究目前還是一個(gè)起步階段，為了使其更好地應(yīng)用到機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋上，還有一段很長(zhǎng)的探索歷程要去摸索。

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