螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力状态的影响研究

为了解螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力性能的影响及高强螺栓自身的受力状态,在宏观受力分析的基础上,以在建贵州红水河特大桥为背景,基于ANSYS建立该桥整体及索塔锚固结构的混合单元有限元模型,并进行了计算分析与比较。结果表明:螺栓接触非线性一方面对钢牛腿与钢锚梁的协同受力性能产生有利影响;另一方面,高强螺栓参与受力后,钢锚梁两端的纵向约束加强,钢锚梁中部上拱量明显增大,钢锚梁与钢牛腿之间的相对滑移明显减小,螺栓孔周边局部应力显著增大。综合来看,螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力性能的影响偏于不利,不考虑高强螺栓作用的分析结果偏不安全。     

钢锚梁式钢—混组合索塔锚固体系设计与分析

某斜拉桥主桥是一座跨径布置为(130m+300m+130m)的双塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥,索塔采用倒Y型,斜拉索在桥塔端采用新型空间索面钢锚梁式钢-混组合索塔锚固体系进行锚固。该型锚固体系将锚箱焊在钢锚梁两侧,同时采用钢牛腿替换传统的混凝土牛腿结构,提高了施工速度,改善了结构受力。介绍了该种锚固体系的特点,并采用有限元方法对改型索塔锚固体系的受力情况进行了分析,可为该类型索塔锚固体系设计提供参考。     

无牛腿钢锚梁主塔锚固区关键施工技术

对于密索体系斜拉桥拉索塔端锚固,受空间限制影响传统钢锚梁的应用受到限制。与传统钢锚梁相比较,无牛腿新型钢锚梁结构高度小,可以解决空间限制问题,但该锚固体系受力复杂,索塔锚固区混凝土开裂风险高。结合武汉四环线汉江特大桥无牛腿钢锚梁主塔锚固区施工,阐述新型无牛腿钢锚梁的制造及安装,以及采用无粘结预应力钢棒作为主塔锚固区预应力筋,达到提高预应力效应,控制裂缝的关键施工技术。     

金塘大桥钢牛腿钢锚梁组合结构足尺模型试验研究

金塘大桥斜拉索塔端锚固采用新型的钢牛腿和钢锚梁组合结构,为世界首创.通过混凝土索塔节段足尺模型试验和空间有限元仿真计算分析,验证了其受力机理和结构可靠性.文中给出试验的主要成果,得出—些重要结论,对于该新型锚固构造的结构设计和推广具有重要的意义.     

赤壁长江公路大桥钢锚梁索塔锚固结构优化设计

赤壁长江公路大桥主桥为主跨720m的结合梁斜拉桥,9～29号斜拉索采用钢锚梁索塔锚固体系。钢锚梁与钢牛腿最初设计采用张拉后固结连接,设计分析发现后期更换斜拉索时施工复杂,断索时固结连接受力较大。优化设计为在钢锚梁底板增设顺桥向限位钢板,限位钢板与钢牛腿顶板侧面磨光顶紧,即张拉后顶紧式连接;钢锚梁与钢牛腿之间采用普通螺栓栓合。通过优化,换索时可直接对称放松旧索、更换新索、再对称张拉新索,断索后斜拉索水平力通过限位钢板以压力的形式传递至塔壁。采用有限元软件建立该桥索塔锚固区索力最大节段模型进行计算,得到优化方案塔壁在换索工况下不受力、在断索工况下外侧受拉,规避了原方案塔壁内侧受拉,在塔壁外侧配置适量预应力后,可满足受力要求。     

沙埕湾跨海大桥索塔钢锚梁施工技术探讨

沙埕湾跨海大桥为双塔双索面混合梁斜拉桥,索塔最大高度约192m主塔斜拉索锚固区采用"钢锚梁+钢牛腿"的新型组合结构,钢牛腿和钢锚梁分离式制造安装,相对于高塔施工减小了安装过程中风险及大型起重设备的投入,为同类型高塔钢锚梁施工有借鉴作用。     

大跨度斜拉桥新型索塔锚固构造力学性能研究

针对斜拉桥传统钢锚箱构造复杂、吊装重量大,钢锚梁结构需设置环向预应力、索导管定位复杂等问题,研究一种新型钢锚箱锚固结构(主要由混凝土桥塔、U形钢锚固件和钢拉板组成,塔壁不设环向预应力)的适用性。以某大型斜拉桥(采用传统钢锚梁+环向预应力锚固形式)为背景,提出这种新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案,建立锚固区节段有限元模型,研究其受力性能。结果表明:新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案中,斜拉索水平力基本由新型钢锚箱承担,取消塔壁环向预应力,按钢筋混凝土受拉构件由最小配筋率下裂缝宽度控制塔壁设计,塔壁设计凹形部位便于钢结构锚固;在正常使用工况和断索工况下,新型钢锚箱索塔锚固区受力合理,塔壁应力、裂缝宽度等指标均满足规范要求。     

小干大桥组合索塔锚固区受力特点研究

小干大桥位于329国道舟山普陀勾山至小干岛段,主桥桥跨为130 m+300 m+130 m,混凝土斜拉桥,索塔区采用钢锚梁-钢牛腿组合结构,锚固区结构型式复杂。采用空间有限元理论对其受力特点进行分析,为同类锚固结构提供一定参考依据。     

大型斜拉桥索塔钢锚梁-钢牛腿制造相关问题探讨

索塔锚固结构是大型斜拉桥主要受力结构,质量要求高、制造难度大。本文针对钢锚梁-钢牛腿这种锚固结构,结合工程实例,对其结构特点及制造难点、制造过程中的注意事项、焊接变形控制措施等进行了介绍,并提出了一些设计优化建议,可供类似工程借鉴。     

高震区空间索面斜拉桥改进的钢锚梁锚固区受力分析

索塔锚固区是斜拉桥中的关键部位,尤其对于高震区斜拉桥更需要可靠的锚固形式,钢锚梁是一种较可靠的锚固形式,但对于空间索面斜拉桥,不适宜采用传统的钢锚梁锚固形式。本文以主跨360m的河口大桥为例,重点研究空间索面斜拉桥索塔锚固形式。研究结果表明,采用改进的钢锚梁锚固形式,将塔壁牛腿预埋钢板与钢锚梁焊接成整体,可减小桥塔塔壁尺寸,适宜高震区空间索面斜拉桥,其分析成果为同类大桥设计提供理论参考。     

空间索面斜拉桥钢锚梁受力性能分析

斜拉桥索塔锚固区是承载拉索锚固力的重要结构,也是斜拉桥桥塔设计的关键部位。钢锚梁式索塔锚固构造是一种能够较好发挥钢结构抗拉能力强的索塔锚固结构,但这种锚固形式主要应用于竖直索面布置斜拉桥,在空间索面斜拉桥中的应用于研究较少。为了研究在空间索面作用下钢锚梁结构的受力特点,以某空间索面斜拉桥为依托,通过数值模拟与理论分析的方法对钢锚梁是锚固区的受力特性进行了研究。通过研究可知空间索面拉索对锚梁的横桥向水平分力相对较小,可通过侧向限位装置提供可控的横桥向支撑;锚梁的拉板在老虎口位置应力集中明显,应注意加强该区域的圆顺过渡;混凝土塔壁设计应加强在断索工况下的承载能力检验。     

斜拉桥索塔锚固区结构设计及计算

斜拉桥索塔锚固区承受拉索的巨大集中力,构造复杂,锚固区各构件处于复杂的应力状态,是特大桥设计中的重点和难点之一。以某长江公路大桥为例,对索塔锚固区结构设计及选型进行对比分析,得出内置式钢锚箱和外露式钢锚箱均适用于混凝土斜拉桥索塔,两者结构形式类似,只是与混凝土塔壁相对位置不同而造成的受力分摊上比例不同的结论。钢一混凝土组合索塔在一定程度上利用了钢和混凝土各自的材料特性,提高了索塔的整体安全性能。根据有限元计算模型及结果,进一步分析了钢锚箱的力学特性,并通过增加横向预应力对锚固区的结构进行了优化,为特大桥设计及施工提供参考。     

钢锚梁索塔锚固区受力机理分析与约束方式比选

斜拉桥采用内置式钢锚梁索塔锚固区结构时,为选择合理的钢锚梁约束方式,以九江长江公路大桥为背景,利用简化平面模型对该桥索塔锚固区水平传力机理进行分析并采用AN-SYS建立索塔锚固区第27节段模型,对4种钢锚梁与塔柱牛腿约束方式(钢锚梁两端始终固定;中跨端固定、边跨端先滑动后固定;边跨端固定、中跨端先滑动后固定;边跨端固定、中跨端始终滑动)进行比选.分析结果表明:钢锚梁采用两端固定的约束方式时,斜拉索水平分力的分配比例和钢与混凝土变形协调关系相关;综合考虑结构安全性和可靠性,认为钢锚梁采用边跨固定、中跨先滑动后固定的约束方式时结构受力较理想;钢锚梁的应力受约束方式影响不大.     

斜拉桥钢锚梁与钢牛腿组拼胎架设计与施工应用

澜沧江大桥主桥设计采用混合-组合梁斜拉桥,主塔采用"H"型结构形式,塔身由上塔柱、中塔柱、下塔柱及横梁组成。主塔锚固系统设于上塔柱,主要用于主桥斜拉索的塔端锚固,单个塔柱共设16套钢锚梁。根据运输条件及现场实际施工情况,钢锚梁与钢牛腿需在现场组拼,组拼时采用组拼胎架。本文以澜沧江大桥钢锚梁与钢牛腿组拼胎架的施工设计为依托,对钢锚梁与钢牛腿组拼胎架进行结构设计分析与施工应用研究,为以后类似桥梁施工提供借鉴。     

钢-混凝土组合截面斜拉桥索塔锚固区受力分析

该文将钢-混组合结构锚固区受力问题视为平面问题,对两种目前应用的钢-混组合结构锚固区形式分别取索塔节段建立了平面杆件模型,利用变形协调原理推导了钢结构与混凝土部分的水平受力分配关系及相应计算公式,然后通过有限元程序对算例进行计算,验证了公式准确性.结果表明：两者的受力分配关系与构造相关;索力水平分力主要通过钢侧板拉伸变形与混凝土结构的弯曲变形来传递与分配;取决于构造尺寸的混凝土结构部分的剪切及拉伸变形仅占次要部分;钢锚箱侧板承担了大部分索力水平分力,混凝土结构部分仅承受小部分.     

钢锚箱嵌固型索塔锚固结构受力机理分析

为提高钢锚箱型组合索塔锚固区传力可靠性,提出了一种将钢锚箱端部嵌固在索塔锚固区的新型结构;基于混合有限元模型,比较分析了该新型结构与现有内置型、外露型钢锚箱索塔锚固区的钢锚箱钢材利用率、塔壁混凝土应力以及钢-混凝土结合面受力机理;进一步探讨了嵌固端侧板厚度、连接件布置方式对钢锚箱嵌固型索塔锚固区受力机理的影响。结果表明:钢锚箱嵌固型索塔锚固结构具有较高的钢材利用率;端塔壁外侧混凝土主拉应力较内置型降低约1.5 MPa且外包钢板;钢锚箱与混凝土塔壁结合面连接件作用单方向均匀剪力;侧板厚度、连接件布置方式对连接件剪力影响较大;该新型构造传力可靠性高,可用于更大跨径斜拉桥拉索塔端锚固结构。     

荆岳长江公路大桥索塔锚固区实桥受力机理试验研究

湖北荆岳长江公路大桥主桥为(100+298)m+816m+(80+2×75)m双塔混合梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢牛腿+钢锚梁结构。为掌握斜拉索索力在实桥索塔锚固区结构上的响应和受力机理,在该桥成桥荷载试验阶段选择南塔第26节段进行了试验测试。通过测试钢锚梁、钢牛腿的应力和变形,并与同节段索塔锚固区节段模型试验结果进行比对分析。结果表明:在试验荷载作用下,试验节段实测索力增量与理论索力增量相差不大;在相同索力增量下,实桥锚固区的应力测试值、钢锚梁的水平力和竖向力荷载承担比例均比节段足尺模型试验值略小,二者的应力分布规律基本一致,这些试验监测数据可供今后类似桥梁设计时参考。     

基于ANSYS的钢锚梁索塔锚固区多角度有限元分析

采用ANSYS建立钢锚梁索塔锚固区有限元模型,对拉索与锚梁呈多角度不同锚下作用力多种工况下的强度和位移进行计算分析,提取设计荷载作用下最不利受力部位和应力水平,探明不同受力条件下应力-位移分布规律,结合钢锚梁与索塔锚固区理论数据值,综合调整及优化设计方案。     

开孔板连接式组合索塔锚固结构参数敏感性分析

为研究开孔板连接式组合索塔锚固结构竖向剪力分布与影响因素,以石首长江公路大桥(主桥为主跨820 m的双塔单侧混合梁斜拉桥,钢锚梁-钢牛腿组合索塔锚固结构采用开孔板式连接件)为背景,基于连续弹性介质层法,取钢锚梁、钢牛腿和钢壁板作为脱离体单独分析,得到竖向剪力计算公式,对开孔直径、同高度开孔数量、竖向开孔间距和钢壁板厚度等参数进行敏感性研究。结果表明:开孔板连接式组合索塔锚固结构竖向剪力随节段高度的降低而增大;最大竖向剪力对同高度开孔数量和竖向开孔间距的变化较为敏感;适当减小开孔直径、竖向开孔间距和钢壁板厚度,或增大同高度开孔数量、塔壁厚度和混凝土弹性模量,可不同程度地降低开孔板连接件的最大竖向剪力。     

厦漳跨海大桥北汊主桥索塔及其钢锚梁研究

从景观、受力、施工和经济性等几方面对厦漳跨海大桥北汊主桥索塔造型、基础形式及索塔锚固方式进行方案研究比选,最终确定北汊主桥采用钻石型索塔及其钢锚梁锚固方式。