吕梁新城体育中心为吕梁市的市级体育中心，规划建成为体育竞赛、大众健身、文化表演、休闲娱乐为一体的综合服务型多功能场所，项目总用地约 2.01万平方米，总建筑面积8.39 万平方米。体育场建筑面积2.9万平方米，建筑平面尺寸204m×160m。体育场上部网壳采用中间大开孔的钢-混凝土组合单层网壳，并通过四角落地钢拱与基础连接，拱脚水平向设置预应力混凝土拉梁，形成拉索拱壳结构体系。其中，屋面采用预制钢筋混凝土壳板，肋梁采用焊接H型钢，长向拱和短向拱为箱型变截面钢拱，开孔处的环梁为箱型截面钢梁。

图1 吕梁新城体育中心体育场屋盖

1）索结构体系

拱脚水平向设置的预应力混凝土拉梁用以平衡上部拱壳结构传给桩基础的水平推力。吕梁体育场拱壳结构跨度大、中部大开孔，上部结构只通过四角落地钢拱与基础相连，结构约束冗余度较少，预应力混凝土拉梁的作用对上部结构来说至关重要。

图2 三维模型

图3 三维计算模型

图4 X方向拉梁预应力线形图

图5 Y方向拉梁剖面图

图6 预应力拉梁配筋图

该结构体系有如下特点：

1）预应力拉梁单孔钢绞线37根，单根梁预应力孔道11孔，单根梁预应力钢绞线总根数为407根；

2）预应力需平衡的拱脚推力设计值，单根梁预应力最大56000kN；

3）预应力梁超长，预应力束最大长度达到230m，穿束难度大，孔道灌浆难度大；

4）拱脚推力被预加力平衡，桩侧向位移基本为零，不会对桩产生不利影响； 

5）预应力拉梁具有较大的轴向刚度，具有一定的抗压能力，可以有效的避免施加预应力的过程中对承台和桩的不利影响；

6）拉梁内的预加力，可使拉梁始终处于受压状态或不开裂。只要拉梁不开裂，拉杆的轴向刚度就是有效的，对桩的侧向刚度是一个有利的保证措施。

1）预应力拉梁钢筋工程、混凝土工程施工，同时预埋预应力孔道；

图7 预应力孔道施工

2）采用卷扬机穿预应力束；

图8 穿预应力束

3）钢结构安装之前进行预应力第一级张拉；

4）钢结构安装； 

5）临时支撑拆除，对应预应力张拉第二级、第三级；

6）屋面板安装，对应预应力张拉第四级、第五级、第六级。

7）预应力孔道灌浆。

图9 预应力张拉  

图10 孔道灌浆