两类混凝土索塔钢锚箱结构特性比较研究

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。从两类钢锚箱型式的计算比较上得到：在斜拉索索力作用下,钢锚箱侧板能承受大部分拉力,锚板及拉板受到的应力较大,混凝土塔壁承受了较小的拉索水平分力;外露式钢锚箱与钢锚箱内置式结构型式类似。只是存在因与混凝土塔壁相对位置不同而造成的受力分摊比例上的不同而已。钢锚箱具体的结构型式可根据实际情况设计。     

钢锚箱竖向应力分布及剪力钉受力分析

近年来在大跨径斜拉桥建设中,混凝土索塔钢锚箱锚固方式得到了广泛应用,钢锚箱通过剪力钉和塔壁混凝土相连．斜拉索直接锚固在钢锚箱上。本文在考虑剪力钉多种剪切柔度的基础上对钢锚箱竖向应力分布及剪力钉竖向受力进行分析,并用简化方法对剪力钉横向水平受力进行了分析。     

基于一阶优化方法的钢-混凝土组合索塔锚固区结构设计

研究了斜拉桥内置式钢锚箱钢-混凝土组合索塔锚固区的结构优化设计。建立以索塔锚固区典型节段的建造成本和水平承栽力为综合目标的多目标优化模型,以索塔混凝土塔壁的厚度、钢锚箱侧板尺寸、塔壁配筋为设计变量,建立设计变量与满足塔壁裂缝宽度、塔内钢筋配筋率、钢锚箱屈服强度要求的状态变量之间的约束关系,采用一阶优化分析方法确定钢-混凝土组合索塔锚固区最优结构尺寸,得到了钢-混凝土组合索塔锚固区设计的最优方案。优化结果显示：针对索塔锚固区的钢锚箱侧板与混凝土塔壁形成的组合结构承受斜拉索水平力的特点,建立以建造成本和水平承载力为综合目标的优化模型是合理的,充分发挥了钢材和混凝土两种不同材料的性能,有效的控制塔壁混凝土裂缝产生。     

钢-混组合索塔锚固结构的力学行为及结构优化

为了解斜拉桥钢-混组合索塔锚固结构的力学行为并对结构设计进行优化,以重庆嘉悦大桥为依托,通过足尺模型试验及非线性有限元分析的对比分析,对钢-混凝土组合索塔锚固结构的力学性能、荷载传递机理进行了研究;采用正交试验方法对索塔锚固区混凝土主拉应力进行参数敏感性分析,进而提出了结构优化设计参数. 研究结果表明:钢锚箱与混凝土塔壁的应力水平较低,应力分布均匀流畅;钢锚箱与混凝土塔壁的相对滑移值均很小,最大值仅0.029 mm;剪力键的抗剪刚度对混凝土端塔壁的主拉应力水平有较为显著的影响,当刚度增加5倍,混凝土端塔壁主拉应力减少了17.3%;该桥所采用的组合索塔锚固区结构参数是安全、经济的.      

钢锚梁索塔锚固区混凝土塔壁简化计算方法

通过对钢锚梁索塔锚固区进行构造特性分析,研究了各种构造形式下钢锚梁锚固体系的水平荷载传递途径及其分配关系。利用变形协调原理,推导了固定连接方式的锚固体系在斜拉索水平分力下钢锚梁与混凝土塔壁的荷载分配计算公式。通过简化计算,推导了水平荷载作用下混凝土塔壁控制截面的内力计算公式。将简化计算公式计算结果与有限元分析进行对比,其误差较小。这表明本研究提出的简化框架计算方法具有一定的工程意义。     

大跨度钢桁拱桥扣塔系统受力性能分析

大跨度钢桁拱桥扣塔系统在施工过程中受力至关重要。利用有限元方法建立了包括塔架架体、顶底分配梁、锚固梁、拉索锚箱等构件的三维有限元整体分析模型,计算分析了立柱、锚箱等在施工过程中的刚度、强度及稳定性,分析得出的结论对该类扣塔系统的设计及使用具有一定指导意义和参考价值。     

内置式钢锚箱索塔锚固区模型试验与抗裂设计

对内置式钢锚箱索塔锚固区进行足尺模型试验研究,结果表明结构强度足够,但混凝土外端壁和内侧壁混凝土均出现了裂缝,且外端壁开裂荷载较低.根据试验结果及有限元分析,对索塔锚固区进行抗裂设计,为结构优化提供依据.     

中央索面混凝土斜拉桥单箱五室超宽主梁的局部应力分析

西江大桥为主跨320m的双塔中央索面预应力混凝土斜拉桥,桥塔位于主梁的中间,主梁采用大悬臂单箱五室预应力混凝土主梁,该桥在结构特征和受力特点上具有一定的新颖性和复杂性.文中建立了塔-梁处的主梁的三维有限元模型,重点分析在主梁根部最大轴力作用下,塔梁相交处的主梁、斜拉索的第一个锚块、边/中纵隔板的局部应力分布特征.     

混凝土桥塔拉索锚固系统设计

简要阐述了混凝土桥塔斜拉索的锚固的三种形式,对跨径布置为(90+128) m的单塔双索面双层钢桁梁斜拉桥的桥塔拉索锚固系统进行了介绍,并通过有限元软件对锚固系统的应力进行计算分析,最后对该桥所采用锚固方式中钢锚梁和塔壁所分担的水平力进行分析,分析结果表明,斜拉索约80%的水平分力由钢锚梁承担,塔壁承担了剩余水平力,达到设计预期。     

缆索吊装系统张拉端锚箱优化设计方法研究

钢管混凝土拱桥在上部结构吊装施工过程中需要建立上部结构临时吊装系统,主缆索穿过索塔上的锚箱进行锚定,在锚箱处易出现应力集中现象,因而对张拉端锚箱处的合理设计对整个上部结构施工安全尤为重要。由此开展了对锚箱处合理施工方案的分析,结果表明:结构最大应力集中在腹板、底板和焊缝的交界处,腹板厚度对结构受力影响显著;焊缝形式对结构受力具有一定的影响,横向焊缝较竖向焊缝更为安全。     

大跨度斜拉桥混凝土索塔钢锚箱的计算模型研究

近年来世界已建和在建主跨大于800m的斜拉桥数座,混凝土索塔钢锚箱的结构形式由于其受力方式明确、施工方便等优点已开始在此类超大跨度斜拉桥索塔锚固区中应用。本文介绍了用于计算混凝土索塔钢锚箱的三种计算方法,并对其计算结果进行了研究比较,结合具体工程计算分析了不同方法的适用条件和精度。     

大跨独塔斜拉桥拉索梁端锚固区抗疲劳性能

为探讨扁平钢箱梁斜拉桥拉索梁端新式锚固结构的疲劳性能,根据锚拉板与主梁的不同连接方式,分析、比较了锚拉板与箱梁外腹板连接和锚拉板与箱梁顶板连接时不同的受力特点及传力路径.用ANSYS有限元软件对锚拉板与箱梁外腹板连接的锚固结构进行了数值模拟,以确定锚固结构的应力分布规律及应力集中的重点部位;在数值分析的基础上,采用足尺模型对拉索梁端锚固区进行了疲劳试验.结合有限元分析和疲劳试验结果,对桥梁设计寿命期内新式锚拉板式锚固结构连接焊缝的抗疲劳性能进行了研究.结果表明:拉索梁端锚固结构板件间连接焊缝的疲劳强度满足设计要求;锚拉板与箱梁外腹板焊接的连接方式降低了应力集中程度,提高了构造细节的疲劳等级,改善了结构的抗疲劳性能.     

灌河大桥索塔设计

介绍了适合中等跨度斜拉桥的H型索塔的设计,对塔柱细部构造和横梁预应力张拉工序进行了优化和创新设计。拉索在塔上的锚固构造采用对塔壁受力有利和方便施工的钢锚梁,并对钢锚梁的设计做了介绍。     

空间六索面斜拉桥钢桥塔拉索锚固区受力分析及结构优化

依据钢桥塔的结构形式和受力特点,建立钢桥塔节段的板壳有限元模型,对索塔锚固区进行有限元静力分析,得出索塔锚固区的应力分布特征,通过减小塔壁与横隔板厚度、在锚固区支撑加劲肋间加水平加劲肋等对锚固区的结构进行优化,使上横隔板的应力集中现象得到了很好的解决,且传力较流畅。     

Strut-and-Tie Method as a Basis for Optimization of Hoop Prestressed Tendons in Abnormally Shaped Anchorage Zone of Cable-Stayed Bridge Pylon

Based on full-scale segment model tests of the abnormally shaped anchorage zone of the Maling River cable-stayed bridge pylon and FEM analysis, its mechanical and deformation properties were obtained, and the validity of FEM analysis was verified.An optimal layout of prestressed tendons in the anchorage zone was obtained by using the strut-and-tie method (STM).The comparison FEM analysis between the full-scale segment model and the optimal prestressed tendons model show that:the optimal model not only saves prestressed tendons, but also achieves the same cracking resistance; STM method is reliable and accurate in the analysis of the abnormally shaped anchorage zone of cable-stayed bridge pylon.     

斜拉桥钢桥塔极限承载力分析

斜拉桥钢桥塔相对于混凝土桥塔而言一个值得注意的问题是,钢桥塔还关注局部稳定对结构整体稳定性的影响.当无法了解结构在复杂的初始缺陷、温度荷载等非线性因素作用和整体-局部相关稳定作用下的临界荷载时,只能靠放大安全系数来保证结构的安全,这样进行钢桥塔的设计以及建造,存在较大的盲目性,势必造成大量的隐患和浪费.以某斜拉桥为例,通过空间杆系模型和板壳元模型的对比分析,考虑不同的失稳判定准则和整体、局部缺陷及非线性温度影响,对钢桥塔的极限承载力进行研究,为大跨度斜拉桥钢桥塔的极限承载力分析及设计提供一定的理论依据.     

预应力粗钢筋在斜拉索锚固中的应用

斜拉索的拉索锚固是将一个拉索的局部集中力安全、均匀地传递到塔柱的重要受力构造,本文通过龙江路大桥索塔锚固区的设计,介绍了预应力粗钢筋在斜拉索锚固中的应用。结果表明,采用预应力粗钢筋作为斜拉索锚固的方式具有锚固可靠、操作简便、耐久性好的特点。