具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-9所示，一种蝴蝶型张弦梁-不锈钢管混凝土屋架结构体系，包括蝴蝶型张弦梁、不锈钢管混凝土柱4，所述蝴蝶型张弦梁包括上弦CFRP拉索1、多功能连接件5、下弦杆2、通孔连接件6、腹杆3、槽形檩条7，多功能连接件设置在蝴蝶型张弦梁中部；

交叉设置两条上弦CFRP拉索，上弦CFRP拉索穿设多功能连接件，上弦CFRP拉索外端与不锈钢管混凝土柱内预埋的拉索锚具43锚固，上弦CFRP拉索与水平面的夹角范围在5°到10°之间，两交叉的上弦CFRP拉索的中部水平高度低于锚固端的水平高度；

每条上弦CFRP拉索两端下方均设置有两个下弦杆，下弦杆为钢管混凝土杆，下弦杆上端通过螺栓连接多功能连接件，下端通过螺栓连接到焊接在不锈钢管混凝土柱上的支座节点板45，下弦杆和水平面的夹角范围在20°到35°之间；

多功能连接件上部上下间隔开设两个供上弦CFRP拉索穿过的拉索通孔51、52，多功能连接件下部于通孔两端下方安装有用于连接弦杆的跨中节点板53，下弦杆与跨中节点板采用螺栓连接，两个拉索通孔以及四个支座节点板根据蝴蝶型张弦梁的交叉角度设置，交叉角度范围为45°到60°之间；

所述上弦CFRP拉索上间隔安装若干个通孔连接件，每个通过连接件下设置一个腹杆3，腹杆上端与通孔连接件下端采用螺栓连接，腹杆下端与下弦杆焊接，通过连接件上端设置有槽型檩条7，通孔连接件上端面预制一个螺栓纹孔，用于和槽型檩条下翼缘采用螺栓8连接。

在本实施例中，四根下弦杆和两根交叉的上弦CFRP拉索通过核心部位的多功能连接件连接，组成一个整体性好、纵横向刚度大的蝴蝶型张弦梁，上弦CFRP拉索略微向下倾斜，主要承受轴向拉力；下弦杆向上倾斜，主要承受轴线压力。

在本实施例中，在体系沿着纵向的两端，单独设置一榀张弦梁；本体系通过蝴蝶型张弦梁构建出在横向上中部低、两边低的类似山谷状的屋架。

在本实施例中，所述钢管混凝土杆包括不锈钢管体，不锈钢管体内部填充轻质泡沫混凝土。

在本实施例中，所述不锈钢管混凝土柱为复式不锈钢管混凝土柱，包括不锈钢材质的外钢管41、设置在外钢管内的碳钢材质的内钢管42，外钢管内浇筑自密实混凝土43，内钢管上开设有混凝土流通孔421，内钢管、外钢管上均开设有拉索锚具预制孔411、422，方便预埋拉索锁锚具。

在本实施例中，上下相邻的混凝土流通孔的高度间距为内钢管直径的1.5倍，孔径为内钢管直径的1/4。

在本实施例中，所述多功能连接件、拉索锚具、支座节点板、腹杆、槽型檩条和所有螺栓均采用不锈钢材料，上弦CFRP拉索采用的是碳纤维材料，通孔连接件采用铝合金。

一种蝴蝶型张弦梁-不锈钢管混凝土屋架结构体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：预制构件：按照设计图纸在工厂预制上弦CFRP拉索、下弦杆、腹杆、多功能连接件、不锈钢管混凝土柱的内外钢管、拉索锚具、支座节点板、通孔连接件、槽型檩条；将腹杆焊接在下弦杆上；在不锈钢管混凝土柱的外钢管上焊接支座节点板；将预制构件运输至施工现场；

步骤2：不锈钢管混凝土柱施工：根据施工图纸，确定场地上每根不锈钢管混凝土柱的安装位置；先安装内钢管，再安装外钢管；将拉索锚具从内钢管和外钢管的拉索锚具预留孔中穿至管外，使得拉索锚具的大头尾部卡住内钢管内壁；接着往钢管内浇筑自密实混凝土；重复以上过程直至所有钢管混凝土柱加工完毕；

步骤3：安装下弦杆、多功能连接件和通孔连接件：待不锈钢管混凝土柱内的混凝土强度达到设计值，开始安装蝴蝶型张弦梁，在地面上用高强螺栓将四根下弦杆与多功能连接件连接；将通孔连接件安装在腹杆顶部；接着使用起重吊车将其吊到指定高度，再采用高强螺栓将下弦杆下端连接到钢管混凝土柱的支座节点板上；接着在多功能连接件下方搭建临时支撑，然后松开起重吊车吊绳；

步骤4：上弦CFRP拉索安装及张拉：在临时支撑处，将一根上弦CFRP拉索穿过多功能连接件上部的一拉索通孔和两侧的多个通孔连接件；接着将上弦CFRP拉索外端连接不锈钢管混凝土柱顶上预埋的拉索锚具，然后张拉至索力设计值的100%；接着重复上述步骤安装另一根CFRP拉索并张拉至索力设计值的100%；重复以上步骤直至所有的蝴蝶型张弦梁安装完毕；

步骤5：槽形檩条安装：在槽型檩条下翼缘和通孔连接件对应的位置开螺栓纹孔，用起重吊车将檩条吊到对应的通孔连接件上，用螺栓将檩条固定在通孔连接件上；接着在檩条上安装玻璃屋面或不锈钢复合板屋面；最后拆除临时支撑。

蝴蝶型张弦梁-不锈钢管混凝土屋架结构体系的外部材料都是耐久性较好的不锈钢、铝合金和碳纤维，因此该类结构的耐久性好；不锈钢管混凝土柱的内管为带孔的碳素钢管，其混凝土只要浇筑一次，除不锈钢管混凝土柱的混凝土为现场浇筑外，其他构件均为工厂预制，因此施工方便；蝴蝶型张弦梁的下弦杆采用内部填充轻质混凝土的钢管混凝土构件，在不增加自重的情况下，因此其不仅减少了用钢量而且还具有更高的承载能力；上弦拉索采用强度较高且质量较轻的CFRP材料，也可提高蝴蝶型张弦梁的承载力；张弦梁采用交叉布置的形式可弥补传统张弦梁结构纵向刚度弱的缺点；蝴蝶型张弦梁能有效地抵抗风荷载上拔力和火车进站引起的较大气压。

本蝴蝶型张弦梁-不锈钢管混凝土屋架结构体系主要有以下用途：1）由于该体系具有较高的抗风揭能力及耐久性强，本产品可用于沿海地区风荷载和空气氯离子含量较高的火车站台的屋架结构体系中。2）因为传力合理，该类结构不仅能有效地抗风揭，还能有效抵抗动车通过站台轨道对屋面引起的瞬时高压。3）由于采用了承载力较高的CFRP拉索和钢管混凝土下弦杆，该类本蝴蝶型张弦梁具有较高的承载力。4）使用本产品可增加站台的上部的空间，又采用较为美观的不锈钢和铝合金材质，提高站台的观赏性。5）本产品大多采用螺栓连接，为可拆卸结构，施工方便。

本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。