混凝土主梁斜拉桥锚拉板式索梁锚固区受力性能研究

为了研究混凝土主梁斜拉桥锚拉板式索梁锚固区的应力分布特征及受力性能,采用ANSYS建立了索梁锚固区的非线性有限元模型,在考虑锚拉板与混凝土主梁摩擦作用和不考虑摩擦作用2种情况下,分析摩擦效应对锚拉板的受力影响,并以应力为控制指标,考虑摩擦作用对索梁锚固区设计进行优化。结果表明,锚拉板与混凝土主梁摩擦作用会明显减小PBL剪力键竖向的应力集中现象,但对其横向的受力几乎不产生影响。在取消锚板上排PBL剪力键后,接触面的应力集中现象得到有效改善,结构受力更为合理。     

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。     

斜拉桥耳板索梁锚固结构受力特性研究

通过解析方法对南京二桥索梁锚固处的接触应力进行了理论计算，简要介绍了耳板锚固模型试验，对接触应力的大小和耳板上的应力分布进行了研究，并对照有限元空间计算，得出了一些有益的结论。     

厦漳跨海大桥北汊主桥锚拉板锚下区域受力分析

厦漳跨海大桥北汊主桥为主跨780m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,斜拉索在主梁上的锚固采用锚拉板式结构.由于锚拉板锚下区域是应力集中最为明显的地方,为改善该区域结构受力,寻求该区域结构过渡最优方案,采用有限元软件ANSYS建立完整锚拉板结构的节段模型,分别采用弹性材料模型及理想弹塑性材料模型,对锚拉板锚下区域的不同过渡形式进行应力分析,并比较其塑性应变.结果表明,随着过渡区曲率半径的增大,应力集中区的最大应力值逐渐减小,塑性区范围也随之发生变化.根据比较分析结果,结合锚拉板结构的紧凑性要求,厦漳跨海大桥北汊主桥锚拉板过渡区选用了半径为40 mm的1/4圆弧过渡形式.     

大跨径斜拉桥索塔锚固构件抗剪性能研究

针对大跨度斜拉桥的索塔锚固区连接件选取栓钉和PBL剪力键（开孔钢板连接件）的抗剪切性能进行对比分析。设计出一种梁式加载试验装置来替代传统的推出试验,以此更为真实反映出索塔锚固区结构的钢牛腿的剪力键受力情况,通过对栓钉和PBL剪力键的荷载—滑移量曲线、抗剪切刚度以及极限抗剪切承载力等方面对两种剪力键进行分析最终得出：与栓剪力键相比,PBL剪力键具有极限承载力高,抗剪切刚度大等优点,PBL剪力键的单孔极限承载力比栓钉高出43.66%,PBL剪力键最大滑移量仅有0.08 mm,少量的PBL剪力键能够替代大量栓钉剪力键达到相同的承载效果。     

锚拉板索梁锚固系统几何参数精确求解方法

采用锚拉板索梁锚固形式的斜拉索系统事先无法明确拉索梁端锚点坐标,针对该问题,该文通过建立内外双重循环迭代模型,在保证锚拉板轴线方向与斜拉索梁端受力切线方向一致的前提下,得到斜拉索主梁锚点坐标及其他几何参数的精确解。通过算例对比近似解和精确解,明确了采用锚拉板索梁锚固形式的大跨度斜拉桥精确求解斜拉索几何参数的必要性。     

斜拉桥锚拉板组合结构受力性能研究

斜拉桥的索梁锚固结构作为联系主梁与拉索的重要部分,长期承受较大的荷载,索梁锚固区域存在传力机理复杂、局部应力集中等问题。基于四川省罗江县垒水河桥——54 m+38 m独塔单索面斜拉桥,利用Ansys有限元软件建立锚拉板组合结构有限元模型,对索梁锚固区域进行受力分析。在此基础上对该结构进行参数分析,优化设计方案,得到较为合理的结构形式。     

斜拉桥锚拉板空间有限元分析与模型试验

该文对武汉二七大桥锚拉板结构进行有限元分析与模型静载试验,首先,根据相似理论采用应力相等对试验模型进行合理设计,以保证模型和实桥具有相同的受力状态.其次根据试验模型和实桥模型有限元分析,得出试验模型能反映实桥结构的受力状态,最后,对模型静力试验的数据分析,同时与模型有限元计算结果比较,得出两者应力接近,验证了计算模型的正确性,同时可知模型结构具有一定的安全储备,但局部区域存在严重的应力集中现象,在实际加工时切记要注意圆弧倒角的过渡匀顺,尽量减小应力集中.     

齐鲁大桥索梁锚固构造的设计与分析

以主跨420m的网状吊杆组合梁拱桥山东齐鲁大桥为背景,从整体受力、局部构造和施工偏差的角度,对一种新型的锚拉板式偏心索梁锚固构造进行了有限元分析研究。分析结果表明,该构造可以满足网状吊杆的交叉锚固需求;可适当减小索导管承压端的自由长度,以缓解应力集中的情况;不同半径的圆弧倒角对锚拉板局部区域的受力影响不显著,可考虑采用U形倒角或局部绕焊等形式;齐鲁大桥的锚拉板构造对吊杆力荷载的偏角较为敏感,应充分考虑不同倾角工况下结构的响应。     

湛江海湾大桥索梁锚固结构的疲劳试验研究

斜拉桥索梁锚固区受力复杂,特别是在运营活载作用下的疲劳性能值得关注。该文主要介绍了锚拉板式索梁锚固结构的特点及其在大跨斜拉桥中的应用,对湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构的足尺模型疲劳试验进行介绍,结合理论分析和疲劳试验结果,研究循环荷载作用下锚拉板式索梁锚固结构的疲劳性能,对锚拉板式索梁锚固结构耐久性做出了评价,并对锚拉板的设计提出建议。     

湛江海湾大桥索梁锚固结构的静载试验研究

该文主要介绍了锚拉板式索梁锚固结构的特点及其在大跨径斜拉桥中的应用,通过对湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构进行足尺模型静力试验研究,得到静力荷载作用下锚拉板式索梁锚固结构各板件应力、应变分布情况。通过模型试验验证了设计的正确性及制造工艺的可行性,结合理论分析和模型试验,对其承载能力做出了评价,并对锚拉板的设计提出了建议。     

锚拉板式索梁锚固结构传力机理及设计优化

湛江海湾大桥是锚拉板式索梁锚固结构在钢箱梁斜拉桥中的首次采用。该文分析了湛江海湾大桥索梁锚固结构传力机理,对应力在各个部件上的分配进行了参数化分析,并就设计优化提出了有益的建议。     

斜拉桥锚固区栓钉剪力键力学特性研究

针对栓钉剪力键用于斜拉桥索塔锚固区连接部位时的应力应变特性,以中部横梁均匀加载为思路,建立局部试验模型,以栓钉剪力键的极限承载力为依据,设计加载方案,通过试验获取栓钉的应变随荷载变化的基本特征,并分析了破坏机理。结果表明：中部加载使模型两侧剪力键受力均匀,设计更为合理;栓钉剪力键的剪应力以加载梁为中心向两侧逐渐降低;高度方向,第7排栓钉受力最大,长度方向,单钉根部受到的剪力最大,应作为控制截面;破坏时,栓钉弯曲变形,根部发生45°剪切破坏,混凝土局部产生裂缝或压碎破坏。     

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。     

新型钢筋锚固板构造对比及锚固性能试验研究

张靖皋长江大桥南航道桥锚碇基础地下连续墙刚性接头钢筋采用了锚固板构造，在带肋双孔锚固板构造基础上，提出了一种简化的双孔锚固钢板，为了研究带肋双孔锚固板、双孔锚固钢板、单孔锚固板在混凝土中的锚固性能，以及双孔锚固钢板厚度的影响，共进行了6组钢筋锚固板拉拔试验，分析了不同锚固板拉拔试件的破坏模型、极限承载力、钢筋拉拔应力～加载端位移曲线、锚固段钢筋黏结应力与锚固板承压力间的分配。结果表明：所有拉拔试件基本都发生沿混凝土剪切裂缝造成的劈裂破坏，带肋双孔锚固板、双孔锚固钢板两种双孔锚固板类型的锚固性能相差不大，双孔锚固钢板的锚固性能受锚固板厚度的影响较小，其主要受锚固板承压面尺寸的影响。     

大跨径斜拉桥锚拉板受力特征及结构优化研究

锚拉板式钢结构索梁锚固构造广泛应用在大跨径斜拉桥中。传统锚拉板焊缝末端圆弧过渡段处及锚管末端存在较大的应力集中现象,易形成塑性区,从而引起受拉破坏。为了进一步明确大跨径斜拉桥锚拉板的受力规律,以我国西南地区某跨径组合为200 m+480 m+200 m的双塔三跨组合梁斜拉桥为背景,建立有限元计算模型,对传统构造的锚拉板应力和优化后锚拉板应力进行对比分析研究。结果表明,改进后的构造对改善锚拉板主要板件的受力及解决圆弧过渡段及锚管末端应力集中问题具有显著作用。同时,对优化后的构造围绕锚拉板圆弧过渡段的半径、锚管长度、中部空间长度和后锚拉板长度进行了参数敏感性分析,提出了进一步解决锚拉板应力集中问题的方法,可有效保证锚拉板结构的受力安全。     

常泰长江大桥主航道桥索塔锚固构造研究

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1 176+490+142) m公铁合建双塔斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔,索塔锚固区采用钢箱-核芯混凝土组合结构,S4～S39号斜拉索锚固于核芯混凝土上。为实现索塔锚固区斜拉索竖向分力的有效传递,提出方案A(钢齿块+剪力钉)、方案B[钢齿块(加肋)+剪力钉]、方案C(混凝土齿块)、方案D(钢锚箱+PBL剪力键)以及方案E(钢锚箱+承压板+剪力钉)共5种索塔锚固构造方案,从结构受力及施工工艺对5种方案进行比选,并采用模型试验及有限元分析对所选锚固构造方案进行验证。结果表明：方案E剪力钉受力分布均匀,剪力大小适中,且施工便捷,对于S7～S39号斜拉索,推荐采用方案E;对于斜拉索竖向角度较大的S4～S6号斜拉索,钢锚箱在构造和张拉空间上存在冲突,推荐采用方案C。方案E模型试验和有限元分析表明：结构应力、剪力钉受力及钢锚箱构造各板件应力均有安全储备,锚固构造处于线弹性状态,能满足规范及使用要求。     

钢锚箱在斜拉桥索塔锚固区中的应用

近年来,日本、欧洲、中国(包括香港)等地相继建成许多大跨度斜拉桥。钢锚箱由于受力方式明确、施工方便等优点已在多座大跨度斜拉桥中得到应用。通过中外大量实例,对钢锚箱在索塔锚固区的3类结构形式及工程应用进行了说明和若干总结。     

斜拉桥钢锚拉板区域焊接应力消除试验研究

对重庆江津观音岩大桥索梁锚固区域部分进行了3个足尺比例试件的焊接残余应力测试,并对其焊缝进行了超声波冲击试验,以研究超声波冲击对钢锚拉板区域各焊缝应力的影响情况。测试和试验研究结果表明,钢锚拉板区域各焊缝存在着相当大的焊接残余应力,特别是在平行于焊缝长度方向的应力,不少测点已接近屈服强度。通过采用超声波冲击工艺,大幅度地减小和消除了该区域的焊缝残余拉应力,3个试验试件的各焊缝在平行和垂直于焊缝长度方向的应力平均下降50%以上,最大的下降96.5%,不少测点应力已由拉应力变为了压应力,有效地改善了应力的状态,从而使结构的受力更合理,应力分布趋于均匀。超声波冲击可以作为一种解决斜拉桥桥钢锚拉板区域焊接应力过大问题的有效的方法,对提高接头的疲劳寿命有明显作用。