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。     

内置式钢锚箱索塔锚固区受力与参数分析

内置式钢锚箱索塔锚固区模型试验结果表明结构强度足够,但混凝土外端壁和内侧壁均出现裂缝,且外端壁开裂荷载较低.根据索塔锚固区的变形协调关系,分别对矩形和圆形索塔的斜拉索水平分力在钢锚箱与混凝土塔壁之间的分配比例、外端壁和内侧壁的混凝土应力进行理论分析,理论分析结果与试验结果吻合.对矩形和圆形索塔的水平力分配比例和混凝土应力进行参数影响分析,分析结果表明调整索塔长宽比、塔壁厚度比、钢锚箱拉板面积等能改善塔壁混凝土的受力.对相当规模的内置式钢锚箱圆形和矩形索塔锚固区的结构受力性能进行对比分析,结果表明矩形索塔略优于圆形索塔.建议采取措施改善混凝土外端壁局部受力状况.     

荆岳长江公路大桥索塔锚固钢锚梁结构体系分析

荆岳长江公路大桥主桥为主跨816m的双塔不对称混合梁斜拉桥,在成桥状态下,索塔锚固采用两端固定的钢锚梁结构体系。为研究钢锚梁平衡斜拉索索力的作用,验证超静定结构体系钢锚梁的合理性,采用ANSYS软件建立索塔锚固区有限元模型,分析钢锚梁施工过程中2种不同的支承体系方案,并通过足尺模型试验研究钢锚梁对斜拉索索力的分配比例。结果表明:斜拉索初张时采用边跨固定、中跨滑动,斜拉索张拉后两端固定结构体系的钢锚梁承担了斜拉索索力水平分力的83.7%,钢锚梁与塔壁对索力水平分力的分配比例为8∶2,该体系能够发挥钢锚梁平衡斜拉索索力的作用,且结构可靠度高。     

拱塔斜拉桥预应力索塔锚固区节段应力分析

某桥为主跨260 m三塔双索面预应力混凝土拱塔斜拉桥,采用空间有限元法对5种荷载工况下索塔锚固区节段应力进行分析.结果表明:空心矩形索塔内布置双向井字形预应力筋能够有效抵消斜拉索水平分力产生的拉应力;索力及预应力分别作用下,距离基准节段中心分别为1.2 m和1.5 m范围内,应力呈现渐进衰减趋势;设计计算中可通过控制侧墙与倒角交界处、斜拉索出口处以及锚块与塔壁交界等处混凝土应力,来控制整个索塔锚固区的应力分布.     

重庆东水门长江大桥索塔锚固区非线性接触受力分析

重庆东水门长江大桥索塔锚固区结构新颖,取消了普通外置式钢锚箱索塔锚固区的端板,钢锚箱与混凝土塔肢之间采用剪力钉连接,同时还布置塔肢间预应力,使钢锚箱与混凝土紧密连接,用剪力钉、侧拉板和摩擦力共同承担斜拉索的索力。针对该新型结构形式,利用大型有限元软件Midas FEA,建立索塔锚固区的非线性接触模型,通过对其进行精细仿真计算分析,得出钢锚箱、侧拉板、剪力钉和塔壁混凝土的应力分布情况,以及索力的传递分配情况。     

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。     

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。     

内置式钢锚箱索塔锚固区受力机理分析

针对内置式钢锚箱索塔锚固区的构造特点,采用简化力学模型,根据变形协调关系对斜拉索竖向力和水平力在索塔锚固区上的分配进行理论分析,并与索塔锚固区足尺节段模型试验实测结果和有限元计算结果进行对比验证。研究结果表明:钢锚箱承担了大部分的斜拉索水平力,有助于防止或减小混凝土塔壁开裂;混凝土塔壁承担了大部分的竖向力,可避免竖向力在钢锚箱底部叠加而形成应力集中;内置式钢锚箱的引入能改善索塔锚固区的受力状况,是大跨度斜拉桥较合适的锚固形式。     

济南黄河三桥索塔锚固区水平受力性能模型试验研究

济南黄河三桥索塔锚固区采用混凝土与钢锚箱组合的结构形式,最大斜拉索索力达到6 400 kN,结构构造复杂,在强大索力作用下结构的受力性能值得关注.通过该索塔锚固区水平受力性能节段模型试验,得到了锚固区构件的应力分布和塔壁混凝土的裂缝开展情况.试验结果表明该索塔锚固区在设计索力作用下水平向受力是安全的.     

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。     

缆索用热铸锚锚具和灌铸

缆索广泛用于大跨度桥梁和大型建筑结构，主要有：平行钢丝预制索股和吊索用于悬索桥，斜拉索用于斜拉桥，拉索用于大型建筑结构等。缆索由索股(钢丝、钢绞线、钢丝绳)和锚具构成，合金热铸锚是主要锚固方法之一。介绍缆索用热铸锚锚具和灌铸的现状，分析工程应用中存在的问题，提出一些相关改进措施。     

横索向无转动约束的拉索锚具设计

分析了中、下承式拱桥和斜拉桥的断索根本原因,针对拉索弯折疲劳断裂问题设计了4种转动式拉索锚具,分别为销接式锚具、球铰支座锚具、球铰式锚具和旋入式锚具,并指出其运用的场合,可以大大减少弯折幅度,解决了拉索锚固端弯折疲劳问题。文中详细介绍了转动式拉索锚具结构和安装。     

锚固体系中全长粘结型锚杆应力分布研究

基于锚固体系的整体性思想,以12,20根锚杆的锚固体系为例,利用三维数值模拟与室内模型试验,分析了全长粘结型锚杆和滑坡体之间的相互作用,研究了锚杆所承受应力与锚杆在锚固体系中所处位置、滑坡体加载变化、锚杆间距等影响因素之间的关系,总结了在这些复杂因素下全长粘结型锚杆应力变化规律。研究结果表明:滑坡体滑动力主要由锚杆承担,各锚杆的应力与其在锚固体系中的位置和总体加载情况有关。     

锚拉板式索梁锚固结构构造参数分析

鉴于锚拉板式索梁锚固结构受力复杂、应力集中等问题,以厦漳跨海大桥南汊主桥Z12锚拉板式索梁锚固结构为例,采用ANSYS有限元软件对锚拉板式索梁锚固结构进行构造参数分析。结果表明,增大板厚、加长剪切剪焊长度以及增大塑性区半径均能改善应力集中状态,但以增大塑性区半径最为明显。     

预应力锚索桩板墙减震锚头弹簧刚度系数研究

以某高原铁路高烈度地震区路堑段为背景,采用有限元方法建立锚头设置弹簧组件的减震锚拉桩板墙分析模型,研究锚索体系刚度对桩板墙地震响应特征的影响规律,探讨锚头弹簧刚度的优化参数范围。结果表明:设置减震锚头的桩板墙锚索受力较普通锚拉式桩板墙结构有明显改善,地震作用下锚索拉力峰值、震荡幅值及残余拉力随锚索体系刚度降低近似呈线性减小规律,但锚索对桩身的约束作用减弱,桩顶动位移峰值及残余位移呈反“S”形增大。为了协调和统一地震作用下降低锚索拉力和桩顶位移的抗震需求,应根据桩顶水平位移的极限对锚头的弹簧刚度进行优化。     

喷锚与预锚支护在岩质边坡工程上的联合应用

介绍喷射混凝土锚杆支护与预应力锚杆支护在某住宅楼边坡工程上的联合应用,包括边坡稳定性分析、边坡支护设计及施工工艺等。     

锚杆锚固段粘结力分布计算方法

锚杆的抗拔力计算是岩土锚固工程设计中的一个关键技术问题：工程实践和研究表明，锚固段的内力沿杆长分布是不均匀的，杆体轴力和剪力集度均向根部衰减：本文就弹性范围内分别介绍国内和国外的几种计算方法。并提出自己按共同变形原理得出的计算方法：     

自钻式锚杆的设计应用

自钻式预应力锚杆是钻孔、注浆、锚固一次完成的预应力锚杆,其最大张拉力可达1950kN。它适应于地质条件差、塌孔严重、钻孔完成后下锚困难的地质地段。适应于深基坑开挖、基础加固、边坡加固和既有建筑物补强及加固工程,是一种经济、安全、高效的岩土加固技术。     

锚杆抗滑桩体系的群桩、群锚效应研究现状分析

对锚杆抗滑桩系统的群桩效应、群锚效应的研究现状进行了分析。虽然锚杆抗滑桩体系和预应力锚索抗滑桩体系近年来在工程中大量应用,但其设计计算理论研究远远滞后于工程应用。将桩-锚作为一个系统来研究抗滑桩的群桩效应和锚杆或预应力锚索群锚效应的论文至今很少见到,国外对于群桩效应的研究主要集中在圆形截面桩上,对于矩形截面桩的研究成果则不多见。对于群锚效应问题,也存在理论远远落后于工程实践的情况,为了避免群锚效应的发生,只能给出一些建议性的措施,因此,加强对锚索抗滑桩系统的群桩效应、群锚效应的研究,不仅是十分必要的,也具有重要的理论意义和应用价值。     

抗震锚索的开发与应用

汶川地震表明,地震引起塌方,导致交通生命线中断,是阻碍抢险救援的主要原因.调查分析发现,现有预应力锚索锚固结构存在较突出的抗震问题.抗震锚索通过缓冲地震瞬间冲击力、与岩土体协调变形、抵御动荷载等作用,可避免锚固体系在强震条件下发生毁灭性破坏.抗震锚索工作性能试验和现场破坏性试验表明,抗震内锚具满足抗震设计要求.提出抗震...