独斜塔斜拉桥索塔交叉锚固区模型试验研究

芙蓉江大桥为主跨170m的地锚式独斜塔斜拉桥,斜拉索交叉锚固于桥塔上塔柱"工"字形截面两侧的锚块上。为了解该桥索塔锚固区的应力分布,选取塔顶5对斜拉索的锚固区段为对象,设计制作1∶4的缩尺模型进行静载试验,并采用MIDAS FEA软件建立索塔锚固区有限元模型,分析锚固区塔壁和锚块的应力分布。结果表明:在斜拉索索力及恒载作用下,桥塔地锚箱侧塔壁处于受压状态,主跨侧塔壁处于受拉状态,塔壁最大压应力为4.2 MPa,最大拉应力为1.68MPa,均出现在工字形翼缘;斜拉索索力使锚块处于竖向受压、横向受拉的复杂应力状态;实桥桥塔应力的实测值与试验模型实测值和理论值均吻合较好。     

福州淮安闽江大桥索塔锚固区设计与分析

斜拉桥索塔锚固区受力复杂,对全桥结构安全具有重大影响。结合斜拉桥混凝土桥塔工程实例,介绍了主塔锚固区的设计思路,采用有限元软件建立实体模型研究锚固区应力分布情况和受力特性。结果表明:设置环向预应力对主塔锚固区侧壁受力改善显著,锚固齿块应力集中明显,应适当加大齿块尺寸,加强锚下配筋和横向钢筋配置。     

南台头闸桥梁索塔锚固区设计研究

拱形索塔斜拉桥以其造型优美、线条柔和、简单大方等优点,在景观要求较高的桥梁投标中具有一定优势。目前国内对此种形式斜拉塔研究较少,因其空间索面体系及曲线桥塔结构,使得整个索塔锚固区受力更加复杂。以一座单塔拱形桥塔斜拉桥为工程实例,具体分析拱形斜拉塔索塔锚固区的受力情况,可为同类斜拉桥的设计工作提供借鉴与参考。     

常泰长江大桥主航道桥桥塔方案研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176 m的公铁合建双塔斜拉桥,由于跨度和主梁自重均较大,该桥桥塔具有塔高、体量大、索力大、塔端锚固构造及施工较为复杂的特点。根据桥塔结构特点,开展桥塔方案、索塔锚固方案等一系列研究,创造性地提出采用钢-混混合空间钻石型桥塔(简称SCDT)和钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构(简称SCAS)。空间钻石型桥塔将平面钻石形桥塔方案的中、下塔柱沿纵向分解形成框架结构,能大幅提高桥塔纵向刚度及斜拉索利用效率、极大地减小桥塔在施工和使用期可能出现的非受力方向开裂风险。钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构将核芯混凝土布置在截面中性轴位置,主要用于承受上塔柱的轴向压力,外围钢箱结构承受弯矩,该锚固结构能充分发挥钢和混凝土材料的结构力学性能,且景观效果好、传力途径明确、受力合理。     

坦桑尼亚基甘博尼大桥设计

坦桑尼亚基甘博尼大桥主桥为双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(40+60+200+60+40)m,主梁采用预应力混凝土单箱三室闭合截面,桥塔为单柱式空心八边形截面,塔高55m,桥塔墩为矩形空心薄壁墩,塔梁固结、塔墩分离。该桥斜拉索采用80~160股平行钢绞线,设计最大拉力13 910kN;主梁斜拉索锚固处设置施加预应力的横向肋板;索塔锚固区采用双J形环向预应力;边墩及辅助墩支座采用独特的大吨位拉压支座;边墩及辅助墩承台采用空心框架结构。采用桥梁结构设计系统SCDS2011进行结构计算分析,结果表明结构受力性能均满足规范要求。     

拱形塔悬索斜拉组合结构桥梁的设计与施工

龙城大桥采用三跨拱形塔悬索斜拉组合结构,其跨径布置为(72+114+30)m。拱形桥塔由索塔及次塔组成,索塔为变截面拱形钢箱结构;次塔与索塔交角为60°。主梁为箱形结构。利用MIDAS Civil软件进行结构整体分析,在结构重力下主缆的张力约为53 000 kN;根据初始平衡状态,进行倒拆分析,确定缆索的下料长度和空间坐标。主缆采用三段式散索装置锚固;设计新型的钢锚箱,使缆索在小空间内实现较大集中力的锚固。钢索塔采用现场拼装、竖向转体(扳起法)的方法施工。每边吊杆分3组,每组同时张拉4根,以对主缆进行加载与调位。     

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。     

斜拉桥异形截面索塔锚固区足尺模型试验与应力分析

斜拉桥索塔锚固区是桥梁结构的关键受力部位,特别是对于异形截面形式的桥塔来说,单纯的力学分析很难反映结构的实际工作状态与应力分布状况。为此,针对马岭河特大桥非对称六边形索塔锚固区进行足尺节段模型试验,对试验过程中节段模型裂缝的产生、发展及应力等进行观测和分析,并对索塔锚固区节段进行空间有限元分析。结果表明,试验和理论分析结果符合程度较好,索塔锚固区连接部位外侧以及折线形长边内侧转角2个区域是开裂敏感区,其抗裂安全系数为1.3,破坏安全系数为1.6。     

矮塔斜拉桥分丝管索鞍区受力特征研究

为研究矮塔斜拉桥分丝管索鞍区混凝土应力的分布规律及其极限荷载,以京沪高铁津沪联络线特大桥主桥(主跨115m的三塔双索面矮塔斜拉桥)为背景,针对其索塔锚固区进行足尺节段模型试验,采用ANSYS软件建立索塔锚固区节段有限元模型,分析索塔锚固区混凝土的应力分布、极限荷载及易开裂区域。结果表明:索塔锚固区分丝管索鞍下方混凝土的横向劈裂应力、竖向压应力沿纵向、横向分布规律相似,均从桥塔中心线向两侧逐渐减小,呈抛物线形分布;索鞍下方混凝土应力分布比较均匀,结构处于弹性状态,受力满足要求;索塔锚固区的极限荷载为设计索力的1.56倍,有一定安全储备;索鞍下方混凝土易被拉裂,建议设计时适当加密该区域钢筋。     

包银铁路乌海黄河特大桥主桥桥塔方案比选及设计

包银铁路乌海黄河特大桥主桥为(80+80+260+80+80) m钢-混混合梁斜拉桥,桥位处于Ⅷ度震区。为确定受力合理、造价经济的桥塔造型,结合抗震需求,对H形塔、门形塔、井形塔及上塔柱内收的井形塔4种桥塔造型方案进行结构内力与经济性对比分析,最终选择兼顾受力、经济和美观的H形塔方案。H形桥塔采用混凝土结构,塔高101 m,其上、中塔柱及上横梁采用单箱单室截面,下塔柱及下横梁采用单箱双室截面,桥塔横桥向宽24.5 m,桥面以上有效塔高73.5 m,高跨比为0.283;索塔采用环向预应力锚固,环向预应力采用缓粘结预应力钢绞线、井字形布置。对H形桥塔进行施工、运营阶段及地震工况下的计算分析,结果表明:桥塔结构强度、抗裂性、稳定性及抗震性能均满足规范要求。     

曹妃甸工业区1号桥外露式钢锚箱设计与分析

外露式钢锚箱锚固结构受力方式明确、施工方便、张拉空间大,能有效解决中小跨径斜拉桥索塔锚固区受力复杂、截面尺寸小等问题。结合曹妃甸工业区1号桥索塔锚固区的设计,对外露式钢锚箱结构特点进行介绍;并利用Ansys建立索塔全真的有限元计算模型,对焊钉连接件、钢锚箱腹板及混凝土塔壁等锚固区主要结构的安全储备进行评估,为工程设计提供技术支撑。     

斜拉桥索塔与索梁锚固区局部应力分析

混凝土斜拉桥索塔、主梁常采用预应力混凝土结构,在强大的索力和预应力共同作用下,索塔、索梁锚固区受力十分复杂。针对索塔、索梁锚固区的受力状况进行研究,对优化锚固区细部构造及预应力钢束的布置均有重要意义。以一座独塔混凝土斜拉桥为例,运用有限元方法对索塔、索梁锚固区进行了空间应力分析,总结了锚固区的受力特点。     

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。     

珠江黄埔大桥北汊大桥主塔设计

珠江黄埔大桥北汊主桥独塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨径组成为383 m+197 m+63 m+62 m,索塔采用中国传统木门结构形式,钢筋混凝土结构;索塔上塔柱拉索锚固区设计采用环向预应力来平衡拉索水平分力,索塔上下横梁采用全顶应力混凝土结构;索塔塔高226.14 m.就此,对大桥桥塔结构特点、结构设计构造、平面框架结构计算和拉索锚固区局部应力分析结论进行介绍.     

鄂东长江公路大桥结构设计方案研究

为研究千米级混合梁斜拉桥结构设计,以鄂东长江公路大桥为依托,通过结构计算与试验模拟,从钢-混凝土结合段位置的选择、索距、桥塔、主梁、主梁钢-混凝土结合段等方面对该桥结构设计方案进行研究。结果表明:钢-混凝土结合段设置在中跨侧距桥塔中心12.5 m处,结合段位置主梁的变形和内力均较小;中跨标准梁段宜采用15 m索距,边跨宜采用7.5 m索距;该桥桥面以上塔高为180.5 m;索塔锚固形式采用钢锚箱方案,并设置弧形预应力筋减少和控制主桥索塔锚固区外壁裂缝;主梁采用PK断面,可充分发挥全截面的性能;采用优化的混凝土后设承压板的钢-混凝土结合段型式,应力和刚度过渡较为平顺。     

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥桥塔施工关键技术

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588m的双塔双索面矮塔箱桁组合梁斜拉桥,2号和3号主墩均采用门形钢筋混凝土桥塔,塔高分别为155m和130.5m。桥塔设上、下2道横梁,下塔柱外倾,上塔柱内倾。该桥塔柱采用液压爬模分节施工,在两侧上、下塔柱间分别设置钢管横撑和临时对拉钢绞线;下横梁采用落地支架法施工,上横梁采用"牛腿+支架"法施工,上、下横梁混凝土与塔柱同步浇筑;索塔锚固区采用钢锚梁拉索锚固体系与预应力锚固体系相结合的方式锚固,塔柱预应力采用"#"形布置,利用定位支架精确定位钢锚梁。在施工期间,采用"零状态"测量+相对设站法定位等措施控制塔柱线形;并采用高性能混凝土抗裂技术防止大体积混凝土表面开裂。     

鄂东长江公路大桥设计关键技术

鄂东长江公路大桥主桥为主跨926m的双塔双索面半飘浮体系混合梁斜拉桥,主梁采用分离式双箱PK断面形式,中跨为钢箱梁,边跨为PC箱梁,钢-混凝土结合段设于中跨距桥塔中心12.5m处。为使钢结构与混凝土结构平稳过渡,钢-混凝土结合段采用PBL剪力连接器的多格室传力构造。索塔锚固采用在塔柱内置钢锚箱的构造,为控制锚固区混凝土裂缝开展,在锚固侧混凝土塔壁内设置12фs15.24预应力束。为增强结构耐久性和使用寿命,进行钢筋混凝土耐久性及钢结构防腐设计;采用全寿命设计理念,设置桥梁各主要构件检查维护通道,提出构件检查、维护周期及更换标准、工艺及技术要求。     

琴桥桥塔拉索锚下锚固区局部应力分析

大连开发区琴桥是1座主跨度112m的独塔竖琴式单索面单背索斜拉桥,该桥主塔结构形式独特,背索的索塔锚固区受力复杂。采用ANSYS程序中的空间块体单元,对该桥塔背索锚固区下的区域进行局部应力分析计算,并通过光弹模型试验,与计算结果进行对比分析,为设计提供依据,对同类型的桥梁设计有一定的设计参考价值。     

忠县长江大桥索塔锚固区模型试验与裂纹预测

忠县长江大桥主桥为(205+460+205)m的双塔双索面斜拉桥,主塔拉索锚固区设置R=1.85 m的小半径U形预应力束,锚固区域的结构构造和受力状态复杂.采用索塔节段足尺模型试验与空间有限元分析相结合的方法研究锚固结构的实际工作状态,对其承载能力进行评估,对锚固区的受力状态及裂纹发展规律进行研究,研究成果对该桥的建设有直接指导作用.     

四线铁路斜拉桥索塔锚固区环向预应力设计研究

椒江特大桥主桥为主跨480m的四线铁路连续钢桁梁斜拉桥,采用H形混凝土塔,索塔锚固采用环向预应力锚固。为确定索塔锚固区环向预应力的合理布置方式,采用MIDAS FEA建立桥塔实体模型,对U形束、井字形直束2种布束方式进行比选,在此基础上,分析施工、运营及断索工况下锚固区的受力性能,并进行预应力合理张拉顺序研究。结果表明:环向预应力采用U形束布置是经济、合理的;锚固区混凝土在预应力切向基本处于受压状态,在预应力法线方向出现1 MPa以内的拉应力,斜拉索张拉会增加侧壁内侧、外索孔处水平拉应力,运营期寒潮效应使塔壁外侧产生较大拉应力,断索时前、后壁齿块横桥向拉应力增加;上塔柱应设置外表面钢筋网片并加强竖向、环向配筋;环向预应力施工时,宜同时张拉内、外侧预应力。