斜拉桥索塔低回缩环向预应力锚固结构研究

为设计一种新型的斜拉桥索塔锚固区预应力锚固结构,避免采用常用环向预应力索塔锚固结构带来的局限性,在调查分析了已有研究成果的基础上,从锚固区环向预应力损失的原理出发研究减少预应力损失的措施,提出了新型的低回缩环向预应力锚固结构方案.以韩家沱长江特大桥索塔锚固区为研究对象,设计了索塔低回缩环向预应力锚固结构和U形环向预应力锚团结构,并对这2种方案的有效预应力及预应力作用下索塔锚固区混凝土应力进行计算,结果表明,采用低回缩环向预应力锚固结构可显著减少预应力损失且有效应力沿程分布均匀,索塔锚固区的混凝土应力分布也更加均匀.     

索塔锚固区拓扑优化拉压杆模型及预应力构造分析

针对混凝土索塔锚固区承载力准确计算及预应力设计难题,提出拓扑优化拉压杆模型,以龙川枫树坝大桥为背景,采用变密度拓扑优化法构建索塔锚固区拉压杆模型,分析索塔锚固区压杆和节点的承载力、计算环向预应力需求数量,建立索塔锚固区节段有限元模型进行预应力构造优化分析,确定预应力沿高度方向布置方式、预应力盲区设计及预应力配置数量,并对优化后的模型进行应力验算。结果表明:分散布束较集中布束产生的锚固区主拉应力更小;在导管处预应力盲区增加短束可均匀提高塔侧壁的预压应力;受材料泊松效应影响,索塔锚固区预应力钢筋必须适量配置;按提出的拉压杆模型及构造优化方式布置预应力钢束可较好满足索塔锚固区受力要求。     

广珠线西江特大桥主桥索塔锚固区局部应力分析

混凝土斜拉桥索塔锚固区同时存在环向预应力和斜向拉索力的共同作用,处于空间三维应力状态,构造和受力状态都十分复杂.为揭示该区域的受力特性,以广珠线西江特大桥主桥为背景,运用有限元方法对索塔锚固区进行了空间应力分析,介绍了模型中斜拉索力、预应力、边界条件模拟的方法,给出了结构特征点处的应力值.结果表明该模型受力合理,计算方法可为同类型斜拉桥索塔锚固区的受力分析提供借鉴.     

商博大桥索塔节段锚固区足尺模型试验研究

通过义乌商博大桥索塔锚固区的节段足尺模型试验,研究了塔身预应力束的施工工艺,测试了索塔模型在环向预应力和斜拉索力作用下的应力和变形特征,确定了索塔锚固区的抗裂安全系数和孔道摩阻损失.研究结果表明,小半径环向预应力技术可以保证索塔在使用阶段的抗裂性能.     

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。     

斜拉桥塔壁锚固形式的环向预应力设计理论

斜拉桥的索塔锚固区受力情况较为复杂,在对该区域进行设计计算时,常采用实体建模计算结构各点的应力来评价结构的安全性,这种方法不仅繁琐,而且力学概念不清,往往不能得到最优结果。针对斜拉桥索塔锚固的塔壁锚固形式进行简化分析,研究了索塔锚固区环向预应力简化设计理论及其计算方法,该方法能够适应目前大多数斜拉桥的设计计算,具有较高的工程实用价值。     

斜拉桥索塔锚固区环向预应力布置形式研究

斜拉桥索塔锚固区常通过配置环向预应力束的方式来抵消斜拉索强大的索力作用。为得出索塔锚固区预应力筋的合理布置形式,以沭河景观大桥为工程背景,提出了4种不同的环向预应力布置形式,采用大型通用有限元软件建立桥塔三节段模型进行分析,以开裂均衡性系数、应力分布为判据进行比较。结果表明,环向预应力筋横桥向开口布置远优于顺桥向开口布置;环向预应力筋横桥向开口布置中,双层"U"形筋优于单层"U"形筋,但其钢绞线用量多;横桥向开口交替布置"U"形预应力筋是最合理的布置形式。沭河景观大桥索塔锚固区采用了最合理的环向预应力布置形式——横桥向开口交替布置"U"形预应力筋。     

涪陵石板沟长江大桥索塔锚固区环向预应力试验研究

以重庆涪陵石板沟长江大桥索塔锚固区环向预应力试验工程为例,通过建立有限元模型对该桥索塔锚固区环向预应力进行理论分析,将该桥索塔锚固区预应力实际值与理论值进行比较,并分析结果,得出结论,提出建议.     

梅溪河大桥索塔锚固区三节段有限元分析

对在环向预应力单独作用、承载能力索力单独作用、承载能力极限状态和正常使用极限状态下的梅溪河大桥索塔锚固区上部三节段的有限元模型进行了计算与分析。结果表明,实桥模型齿块、预应力筋孔道及角隅等位置存在应力集中;实桥模型在环向预应力单独作用下与索力单独作用下位移方向相反;模型正常使用极限状态均为全截面偏心受压;齿块作为锚固和传力构件,对缓和斜拉索锚固的应力集中程度作用明显。这些结论对于斜拉桥索塔锚固区的设计和施工具有一定的指导意义。     

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。     

黄墩大桥索塔锚固区传力途径和受力分析

为验证索塔锚固区设计的合理性,了解索力在锚固区的传递途径以及主要板件的受力特点,通过全真的实体有限元模型对黄墩大桥索塔锚固区进行了计算分析。计算结果显示:锚固区的索力传递途径明确,能适应斜拉桥的受力特点;钢横梁两端受压,中间受拉,除锚固板与腹板的连接焊缝附近有应力集中现象外,其余板件的应力值均小于材料屈服强度;混凝土塔壁主拉应力较小,配置普通钢筋即可,不必设置环向预应力筋;位于牛腿焊缝附近的剪力钉受力较大,通过加密调整后满足受力要求。上述结果表明黄墩大桥索塔锚固区设计合理、实用,能满足结构受力需要。     

大跨度斜拉桥索塔环向预应力的有限元分析

大跨度斜拉桥索塔常采用混凝土塔，为抵抗索力产生的拉应力，需要布置预应力钢索，混凝土为三向受力状态。因此，对索塔环向预应力布置区受力状况进行研究，对于改进斜拉索锚固区细部构造和预应力配置设计，提高结构的安全性具有重要的指导意义。由于采用有限元方法分析预应力作用较为困难，本文以某大跨斜拉桥为实例，提出一种可行的用有限元模拟预应力索作用的方法，为斜拉桥索塔环向预应力设计作参考。     

索塔小半径环向预应力束施工技术研究

斜拉桥上塔柱拉索索塔锚固区应力集中,应力分布复杂,通过设置环向预应力以确保锚固区具有足够的水平承载能力和抗裂安全度。经过对南仓斜拉桥索塔U形预应力束施工各控制环节的分析研究,选择了最佳留孔材料,采用波纹管定位、真空辅助压浆工艺新技术,研究了环向预应力束的穿束、张拉等施工工艺。     

预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究

针对斜拉桥索塔锚固区传统钢绞线预应力体系存在布设复杂、预应力分布不均匀、锚下应力集中等问题,对采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区的力学特性开展了研究。以洛溪大桥拓宽工程主桥为背景,采用ANSYS软件分别建立了该桥预应力钢棒体系及传统钢绞线预应力体系索塔锚固区节段有限元模型,对比了2种预应力体系索塔锚固区在2种荷载工况下(完成预应力张拉但未张拉斜拉索和斜拉索张拉后)混凝土塔壁横桥向应力、顺桥向应力、第一主应力和第三主应力。结果表明：2种荷载工况下,无粘结预应力钢棒体系具有足够的压应力储备;与传统钢绞线预应力体系相比,无粘结预应力钢棒体系锚固区的应力水平较低,混凝土塔柱的应力水平沿高度方向更为均匀,采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区具有更优的力学性能。     

斜拉桥主塔锚固区环向预应力张拉控制技术研究

通过对赤石特大桥286.63 m高主塔锚固区环向预应力张拉成果的分析和张拉全过程进行总结,形成研究成果,确定环向预应力的初张应力和由于孔道变形和预应力筋钢绞线受力挤压重排几何变形引起的钢铰线伸长的增量值,指导后续环向预应力张拉施工。     

梅溪河大桥索塔锚固区应力分析

文章应用大型通用有限元程序Ansys对梅溪河大桥箱形主塔进行了索塔锚固区应力分析,采用混凝土单元Solid65和杆单元Link8分别模拟塔体和环向预应力钢束,并按实际结构形状真实地建立了索塔锚固区的受力模型,根据索塔受力的实际工况,给出结构特征点处的应力值,为设计和施工提供参考。     

天津南仓斜拉桥索塔锚固区U形环向预应力施工控制研究

针对斜拉桥索塔锚固区大吨位、小半径U形环向预应力施工普遍存在的伸长量超标并时常伴有断丝、按照现行规范标准无法达到伸长量和张拉力双控的现象,以天津南仓斜拉桥索塔锚固区U形环向预应力施工为研究对象,采用因果分析和工艺性试验相结合的方法,找出了造成该质量问题的短束效应、环向效应、几何变形、计算差异等主要原因,采用单束张拉预紧、整体分级张拉的U形环向预应力穿束、张拉工艺,以应力控制为主、伸长量为辅的控制原则,取得符合工程实际的伸长量校核方法为:δ校=δ弹+δ几+δ附。     

体外预应力桥梁锚固块构造分析及拉压杆模型法配筋研究

采用3种有限元分析模型进行体外预应力桥梁锚固块的应力分析,分别考虑角钢、钢垫板、体外预应力钢管,钢筋网和分布钢筋对锚固块的影响,并对3种有限元模型计算结果进行分析对比。另外,对单孔锚固的T梁锚固块直接利用美国ACI-318-05混凝土结构规范中的拉压杆模型进行配筋设计;对多孔锚固的箱梁锚固块,忽略横向应力和竖向应力的相互影响,利用弹性应力法建立箱梁锚固块的横向和竖向配筋的拉压杆模型进行配筋设计。研究结果表明,在体外预应力锚固块与主梁相接部位中设置角钢有效地降低了这一位置由于大吨位张拉力引起的应力集中;设置了钢垫板、角钢、体外预应力钢管以及锚固区钢筋网和分布钢筋后,锚固区是安全的。因此,运用拉压杆模型法对体外预应力锚固块的配筋设计是合理可行的。     

斜拉桥索塔锚固区环向预应力束的张拉试验研究

该文通过闵浦二桥索塔锚固区预应力束的张拉锚固试验,实测了索塔锚固区内环向预应力钢束的孔道摩阻系数、锚圈口摩阻损失、锚固后回缩损失和伸长量等,并将这些结果与理论计算值进行对比。进而结合分析结果对闵浦二桥设计关键参数进行校合、修正,以指导正确施工并控制环向预应力束张拉后的效应满足设计要求。     

浅谈斜拉桥索塔锚固区环向预应力施工

以甬江大桥锚固区环向预应力施工实例,简要介绍了环向预应力的特点,重点分析了预应力施工中的关键技术。