預應力拉桿結構在旅客登機橋上的運用研究

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摘要：機場登機橋是機場用以連接候機廳與飛機之間的可移動升降的通道，是旅客安全高效進入指定航班的一項便捷保障措施，在航空中發(fā)揮著重要作用。因此，其建設施工的安全與高效就是當下應該關注的問題，其中預應力拉桿結構在機場登機橋上的應用最為廣泛。

關鍵詞：預應力；拉桿結構；機場登機橋

我們所知道的，現(xiàn)在我國的機場登機橋的玻璃側壁通常采用同向或反向單斜桿焊接結構。其中，預應力交叉斜拉桿以其結構的輕巧、通透性高、外觀精致等優(yōu)點被應用到機場登機橋的玻璃側壁中，在機場登機橋上發(fā)揮著巨大的作用，為了其更好地應用于機場登機橋上，我們有必要對預應力拉桿結構做一個詳細的了解，在此基礎上可通過數(shù)值模擬方法，分析其所需預應力大小及材料，并對拉桿尺寸進行優(yōu)化。如圖所示：

1 預應力拉桿作用力的基本概述

在鋼結構中，往往通過采取一些有效措施來創(chuàng)建一套與荷載引起的內(nèi)力反號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。其中預應力拉桿式預應力鋼結構中的一種結構內(nèi)型，它主要用于結構的加固上。除了預應力拉桿外，還有預應力壓桿、預應力梁等，它們的相同點都在于通過增設高強度鋼構件的預應力的一種鋼結構。

預應力拉桿結構中，受拉構件先受壓，然后在外荷作用下，抵消預壓力后再受拉力的作用。如在此時可以將壓力加大，受拉構件的鋼材承載力就比以前強，此時的鋼材的承載力利用增大了一倍。如圖所示，設預應力鋼絞線并施加預壓力，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到，當預應力鋼絞線的構件在荷載作用下受拉時，構件和鋼絞線一起伸長，二者伸長率相等，拉桿的預應力也相等。為了達到鋼絞線的抗拉強度極限，鋼絞線的拉力與荷載引起的拉力需疊加，構件的預壓力被拉力抵消后才受拉。這時，我們發(fā)現(xiàn)，預應力拉桿承受的拉力是非預應力拉桿的兩倍。在實際的施工中，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，使構件應力再次增大后，再一次張拉鋼絞線，壓縮構件，二次加預應力，節(jié)省的鋼材將會更多，取得一定的經(jīng)濟效益。這就是預應力拉桿結構在鋼結構中一般應用原理。如圖所示：

2 預應力拉桿結構運用于機場登機橋的效果研析

2.1提高機場登機橋的玻璃側壁的美觀度

現(xiàn)代化的機場，登機橋不僅只是用于旅客上下飛機的通道設施，而且其設計的美觀度日益成為機場建筑系統(tǒng)的一個有機組成部分。在我國的機場登機橋的具體施工中，預應力拉桿結構的運用首先讓人想到的就是機場登機橋中美觀的玻璃側壁。在機場登機橋的玻璃側壁中，預應力交叉斜拉桿以其自身的結構上的輕巧、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，因此成為機場登機橋結構的首選，可以說預應力交叉斜拉桿在很大程度上滿足了人們的審美需求。

2.2加固機場登機橋的拉索的堅固度

機場登機橋作為承載人員流通的通道，其結構的堅固、保障人生的安全性顯得十分重要。預應力拉桿在結構加固中也是當前各種建筑設施中應用最為廣泛的，主要體現(xiàn)在縱向水平的支撐拉桿中。與普通的鋼材相比，預應力拉桿在結構加固中不僅能夠有效地提高架構的的穩(wěn)定性、堅韌度、強度，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)濟效益，。當然，在具體的機場登機橋上，預應力拉桿如何更為有效地加固拉索的堅固度，需要通過對預應力一定的估計、預算，才能更為有效地使預應力拉桿為機場登機橋服務。

2.3增強機場登機橋的抗風、抗震性

對于預應力拉桿提高機場登機橋的抗風、抗震性，這一點也十分突出，主要集中力在于連接方檀跨中和鋼拱側面的拉桿，這一部分的拉桿的作用主要是當風吸力或地震強度震顫時，它可以通過拉桿之間力的平衡，來減少風向力及地震強度的震懾作用。由于在機場登機橋上恒載較大的玻璃幕，風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，預應力可以設為15MPa，在風吸時，拉桿力會隨風荷載增加。

3 增強預應力拉桿結構運用于機場登機橋效果的方法

機場登機橋的質(zhì)量的保證在很大程度上依賴于施工中鋼結構的預應力及拉桿的施工質(zhì)量。為了有效地提高機場登機橋的施工質(zhì)量，一定好做好以下幾點，來保證鋼結構預應力的施工質(zhì)量：

3.1拉索或拉桿的質(zhì)量

拉鎖或拉桿在機場登機橋的施工中占有很大的比重，為了有效保證鋼結構預應力的施工質(zhì)量，要做好這幾點細致工作如：（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）針對典型拉桿或者拉索的一比一張拉試驗方面；（5）拉索或者拉桿的長度控制方面。

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)生的張拉力對主體鋼結構有著十分重大的影響，要做好拉索張力的控制，或者做好主體鋼結構尺寸方面的控制，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)大跨度鋼結構和索膜結構中，其質(zhì)量直接影響到建筑物的安全和使用功能，在機場登機橋的應用上也同樣適用。具體圖示如下：

3.3嚴格把住接頭裝配質(zhì)量關

在具體的建筑施工中，每一個細枝末節(jié)都將影響一項工程施工質(zhì)量的好壞。在機場登機橋中，要嚴格把住接頭裝配質(zhì)量，接頭的裝配質(zhì)量包括：坡口質(zhì)量、根部間隙、對口錯邊量等幾個方面，對其出現(xiàn)的問題及時登記在冊，及時尋求解決方案。

3.4提高焊接質(zhì)量

焊接這道工序在機場登機橋的施工中是一項必不可少的工序，必須保證焊接的質(zhì)量。但在實際的施工現(xiàn)場，第一，當焊接表面潮濕、有油污，焊接環(huán)境溫度過大或焊接部位受風、雨、雪直接侵襲時，焊接的質(zhì)量都將在一定程度上受到影響。第二，為了減少焊接應力，防止產(chǎn)生焊接裂紋，在焊接的過程中應嚴格按照標準規(guī)定對焊接部位進行預熱，在焊接完成后應及時按標準要求進行后熱。第三，對設計及國家規(guī)范要求探傷的焊縫，應對每條焊縫按比例要求進行無損探傷。質(zhì)檢人員應在焊縫完成后及時按設計和GB50205等標準要求進行外觀檢查和無損檢驗，對于焊接不合格部分要及時通知焊工返修。

3.5預應力拉桿結構的設計要遵循四項基本原則

一項完美工程的施工離不開合理的設計。在機場登機橋的具體施工之前，需對預應力拉桿結構進行全方位的設計，具體要遵循這幾個方面的原則。第一，拉桿張拉時盡量避免受壓破壞。第二，在外荷載作用下，拉桿不應發(fā)生受拉損壞。第三，預應力拉桿的施工應保證工作環(huán)境的耐久性要求。第四，要保證在拉力和預應力的共同作用下拉桿的絕對伸長值要小于限值。

4 預應力拉桿結構的運用思考

對于機場登機橋這種相對大跨結構的建筑形式，預應力拉桿在一定程度上能夠為工程的質(zhì)量帶來高效，但是預應力拉桿在其中的應用仍然有欠完善的問題需要進一步思考其解決方法。

（1）預應力拉桿結構應用于機場登機橋上，由于它的存在使得機場登機橋的受力更為合理，但是也正是由于拉桿的存在，使得結構較一般類型的拱更加復雜，施工也變得更加麻煩，特別是拉桿結合部的端節(jié)點的連接也更為復雜，端節(jié)點處往往處于多向受力狀態(tài)。

（2）在預應力拉桿結構中地梁的長度相較一般而言略長，在具體施加預應力張拉的過程中失穩(wěn)問題也是一個值得研究探討的。

5 結語

預應力拉桿結構在機場登機橋上的應用已經(jīng)變得越來越普遍，這在一定程度上能夠說明預應力拉桿確實在機場登機橋上發(fā)揮了一定的作用，它能有效地彌補一般的鋼材結構所不能發(fā)揮的作用。但對于預應力拉桿的結構的研究目前還是一個起步階段，為了使其更好地應用到機場登機橋上，還有一段很長的探索歷程要去摸索。

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