几座自锚式悬索桥主缆锚固区设计

主缆锚固区是自锚式悬索桥的关键传力区域,主缆锚固区结构型式的合理选择和设计是自锚式悬索桥最为关键的技术之一。以几座自锚式悬索桥主缆锚固区设计为工程实例,对混凝土结构锚固、钢结构锚固及钢混凝土组合结构锚固3种主缆锚固区常见的锚固方式进行结构设计和计算的对比分析,得出3种锚固方式的优缺点及合理选择主缆锚固区结构型式的条件。     

自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固结构研究

自锚式悬索桥是一种将主缆锚固在自身加劲梁上的桥型,主缆锚固结构的经济性、可靠性是自锚式悬索桥设计的关键问题之一,总结了自锚式悬索桥主缆锚固结构的设计原则和主要构造形式,提出了一种新型的钢一混凝土组合锚固形式,通过对青岛海湾大桥主缆锚固结构进行有限元分析,比较了组合锚固方案和纯钢锚固方案的经济指标,结果表明,组合锚固方案具有施工方便、构造简单、传力可靠、造价低等优点,具有显著的综合效益.     

三汊矶自锚式悬索桥锚箱试验研究

自锚式悬索桥不同于常规的地锚式悬索桥,它是把主缆直接锚固在加劲梁的两端,加劲梁不仅要承受较大的弯矩,而且还要承受相当大的轴力。如何在合理的构造布置下将主缆的水平分力平顺地传递到加劲梁上,同时保证主缆与加劲梁连接的强度、刚度和稳定性,这是自锚式悬索桥最为关键的技术之一。长沙市三汊矶湘江大桥是一座双塔自锚式悬索桥,主缆通过钢锚箱锚固,并且主要由腹板将主缆轴力传递给整个加劲梁。该文介绍了大桥钢锚箱1∶3.2大比例模型试验,并且对作为主要传力构件的腹板和锚固体做了详细对比分析,验证了大桥锚箱的安全性和可靠性,为三汊矶大桥锚固结构的设计提供直接指导。     

雅康高速C15合同段泸定大渡河特大桥

正大渡河特大桥是一座主跨1100m单跨悬索桥,其雅安岸隧道锚轴线总长度为159m,位居世界第一。主缆锚固系统由钢拉杆系统与索股锚固系统组成,钢拉杆安装于锚塞体内,安装就位后浇筑锚塞体混凝土形成主缆锚固受力结构。隧道锚单洞有钢拉杆187组,两边共374组。每组钢拉杆系统平均总长39.18m,由四根不同规格的Φ87高强钢拉杆经过转运就位后,通过止转连接器进行接长安装,形成1组钢拉杆系统。     

混凝土自锚式悬索桥锚固区模型研究

成都清水河混凝土自锚式悬索桥是一座独塔自锚式悬索桥,主缆通过钢锚箱锚固在混凝土加劲梁梁端,主缆轴力主要通过钢锚箱传递给整个加劲梁,并介绍了清水河大桥锚固区1:2.5的大比例模型试验的设计与制作.     

2 000 MPa 级多股成品索式锚碇锚固系统研究与应用

多股成品索式锚碇锚固系统是当前锚固大型悬索桥主缆索股的主要型式。随着悬索桥跨经的不断增大,为减少主缆重量,主缆钢丝向超高强度、更大直径方向发展,目前常用主缆钢丝强度达到了1 960 MPa,而强度超过2 000 MPa、直径超过6 mm的钢丝主缆已在工程中得到应用。随着高强度、大直径主缆索股的不断升级,需开发与之匹配的锚碇锚固系统。通过对2 000 MPa级钢绞线多股成品索式锚碇锚固系统的设计、试验与工程应用,结果表明该新型锚固系统具有降低工程建设成本、锚固可靠、耐久性好、结构紧凑等的优点,已成为当今锚碇工程设计的首选。     

宽箱梁自锚式悬索桥主缆锚固区受力分析

自锚式悬索桥通过主缆与加劲梁锚固结合的方式,形成闭合传力路径。主缆的水平分力通过锚固区,逐渐传递到主跨加劲梁;竖向分力则主要通过边跨自重平衡。现以太原市通达街跨汾河的四跨单塔自锚式悬索桥为背景工程,针对其锚固区梁段宽度大、锚固构造复杂等特点,建立主缆锚固区的板壳实体有限元模型,并计算分析了主缆力作用下,宽箱梁段支座间的荷载分配关系、锚固区局部受力情况、主缆力在锚固区的传递机理等,为今后同类型结构的设计提供依据。     

组合式锚拉板索梁锚固构造在混凝土斜拉桥中的应用研究

为了解组合式锚拉板索梁锚固构造在混凝土斜拉桥中的受力特性,以某(34+81+115)m跨铁路斜拉桥为背景进行研究。该构造由钢拉板、预埋混凝土梁内的工字型钢构成,工字型钢与混凝土采用PBL键及剪力钉连接。采用有限元软件,建立锚拉板及索梁锚固区有限元数值模型,分析了钢拉板、锚固区混凝土、预埋工字型钢的受力状态,并通过模型试验验证了关键焊缝的抗疲劳性能。结果表明:钢锚拉板与锚拉筒连接焊缝圆弧过渡处附近有较明显的应力集中现象;锚固段混凝土顶部(第一排PBL键以上至梁顶范围)主拉应力较大,超出混凝土的抗拉强度;各主要焊缝疲劳试验均没有发现宏观裂纹,满足抗疲劳设计要求;该构造为混凝土斜拉桥索梁锚固提供了一种解决方案。     

自锚式悬索桥主缆锚固区受力分析及试验研究

自锚式悬索桥最明显的受力特点是加劲梁承受主缆水平分力,巨大的水平分力通过锚固区构造转换逐渐传递到加劲梁全截面。主缆锚固区构造通常有混凝土结构、钢结构和环形索三种锚固方式,目前钢结构锚固方式应用越来越广泛。以夹河大桥组合梁自锚式悬索桥主缆钢结构锚固区为研究对象,通过建立有限元模型,分析锚固区受力特点与传力特性,并制作1∶4缩尺局部模型,进行1.0倍和1.5倍设计荷载静载试验。研究结果表明,大桥主缆钢结构锚固区板件试验模型结果与有限元计算结果相吻合,验证了结构设计的合理性和安全性。     

混凝土自锚式悬索桥主缆锚固区应力分析

混凝土自锚式悬索桥主梁通常采用预应力混凝土结构,在强大的索力和预应力、支反力的共同作用下,主缆锚固区的受力状况十分复杂。针对主缆锚固区的受力状况进行研究,对优化锚固区的细部构造和预应力钢束布置均有重要意义。该文以张家港镇山大桥为例,运用有限元方法对主缆锚固区进行空间应力分析,总结了此类桥梁主缆锚固区的受力特点。     

独柱塔自锚式悬索桥锚固横梁结构空间受力分析

南京江心洲大桥边跨主缆锚固大横梁设计独特,结构受力非常复杂.为了获得锚固横梁局部应力的大小与分布规律,对其传力途径进行研究,以通用有限元程序为计算平台,采用空间索单元模拟横梁中配置的预应力束以及主缆束股,三维块体元模拟混凝土锚固横梁,应用二次开发技术,建立精细三维有限元模型.在此基础上采用合理的加载模式对锚固横梁在空缆阶段和成桥状态2种不同工况进行应力计算与分析.结果表明:在空缆与成桥2种状态下锚目横梁的应力值与分布规律变化较大;为保证锚固横梁在施工过程中的受力状态处在合理的范围之内,锚固横梁中配置的大量预应力束应配合主缆束股的内力变化而分批次张拉.     

悬索桥主缆型钢锚固系统支撑定位技术

大岳高速洞庭湖大桥主缆锚固系统采用型钢构件,为连接主缆与锚碇的关键受力结构。锚固系统的精确定位安装不仅决定了悬索桥各阶段受力均匀合理,而且对主体工程耐久性影响重大。该文提出了一种型钢锚固系统支撑定位方法,使后锚梁、锚杆安装定位一次性完成,无需反复测量调整,并实现了定位支架安装、锚固系统安装、锚体混凝土浇筑同步进行,大幅提高了锚固系统的定位精度和施工效率。     

南宁英华大桥主桥设计

南宁英华大桥为45 m+410 m+45 m单主缆钢箱梁悬索桥。该桥设置单主缆,主缆采用预制平行高强钢丝索股结构。全桥共布置40对吊索,均采用预制平行钢丝束。主索鞍采用全铸造结构,塔顶设有格栅底座。该桥采用散索套散开主缆,通过结构优化,有效解决了采用传统散索套所带来的索股不稳定及难以架设的技术难题。主缆锚固采用钢拉杆锚固系统,锚固方式为无粘接后锚承压式。主塔为曲面桥塔,采用文物"羊角钮编钟"作为造型元素,下塔柱为预应力混凝土结构,上塔柱为钢结构。主梁采用扁平流线型钢箱梁,全宽37.7 m,中心高3.5 m。锚碇均为重力式锚碇,由于本桥为单主缆结构,因此两岸均只在引桥正下方设1个锚碇。     

杭瑞洞庭湖大桥主缆型钢锚固系统安装技术研究

以杭瑞(杭州—瑞丽)高速公路洞庭湖大桥为工程背景,为提高主缆型钢锚碇系统的安装精度,建立型钢锚固系统和定位支架整体模型,通过型钢锚固系统和定位支架的设计计算,获得定位支架的变形量;介绍了定位支架和型钢锚固系统的施工顺序和要点,分析了洞庭湖大桥主缆型钢锚固系统的安装效果。     

秀山大桥锚体及锚固系统设计

舟山市秀山大桥为主跨926m的三跨连续弹性支承体系悬索桥,其官山侧和秀山侧均采用重力式锚碇、分布传力式锚固系统。锚体设计采用前、后趾分离的三角造型,左、右幅支墩采用不同的基底标高,前锚室与支墩之间设置弧形加劲板进行连接,锚块过锚固系统后锚面位置后横向进行回缩,前锚室顶板分段采用预制空心板和钢壳作为底模其上整体浇注混凝土的结构形式;锚固系统将锚固板、定位桁架、定位支架等构件进行标准化设计、模块化分组,采用螺栓连接的方式现场组拼成型;利用ANSYS软件对锚体及锚固系统进行实体有限元分析,结果表明:混凝土最大拉应力控制在4.194MPa,剪力键最大滑移量控制在0.38mm。     

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。     

夹河特大桥主缆锚固区受力性能数值分析

自锚式钢结构悬索桥,主缆索力较大、且主缆锚固区受力复杂,为验证主缆锚固区安全性及主要受力壁板应力分布规律,结合烟台夹河大桥主缆锚固区缩尺模型试验,进行了不同工况下缩尺试验模型与足尺结构模型受力计算,研究讨论了大桥主缆锚固区实际受力状态以及壁板应力分布规律。对比研究结果表明,缩尺模型试验有限元模拟结果与试验测试结果吻合较好,在主要受力板件的应力分布规律方面,缩尺有限元模拟结果与足尺模型模拟结果吻合较好。     

矮寨大桥锚碇锚固系统测量定位

悬索桥的主缆由两岸锚碇进行锚固,锚固系统定位精度至关重要,决定结构受力是否与设计吻合。钢束的定位采用三维解析法,该测量方法具有精度高、操作方便、无累积误差的特点,可大大提高工作效率。     

沪通长江大桥主航道桥桥塔墩钢沉井定位施工技术

沪通长江大桥主航道桥为(140+462+1 092+462+140)m双塔连续钢桁梁斜拉桥,28号桥塔墩沉井顶平面尺寸为86.9m×58.7m,钢沉井高50m。为解决钢沉井快速定位、精确着床的难题,采用"锚桩+重力锚"相结合的锚桩锚碇系统进行钢沉井定位施工。锚桩锚碇系统由锚桩、蛙式重力锚、钢丝绳、液压连续千斤顶及张拉控制系统组成,锚桩采用长53m钢管桩,锚固点位于河床面;收缆系统由大直径钢丝绳+钢绞线组成,设置在沉井顶面;主锚绳采用3.5 m的钢桩下端套入110mm的钢丝绳套进行锚固,并设置限位框架防止上滑;采用ANSYS有限元软件建立锚桩锚碇系统模型,得到结构受力及安全满足要求。施工时,采用2台联动APE400振动锤插打锚桩,锚碇抛锚定位后,采用锚桩锚碇系统进行钢沉井过缆、定位及着床施工。实践表明,沉井平面位置和姿态满足设计要求。     

G3铜陵长江公铁大桥南锚碇锚固系统施工完成北大核心

2022年11月6日,随着最后一根锚杆的密封材料涂装完成,G3铜陵长江公铁大桥南锚碇锚固系统施工顺利完成(见图1),为下阶段主缆牵引架设及张拉奠定了基础。G3铜陵长江公铁大桥是世界首座双层斜拉-悬索协作体系大桥,大体量、一跨过江的设计对大桥主缆锚碇提出了更高要求。南锚碇为全桥主缆2个固定点之一,采用复合板桩嵌岩重力式基础,基础长75m、宽80m、高15m。锚碇内设置的锚固系统由后锚梁和锚杆组成,为主缆与锚碇连接的关键结构,承担着承上接下的作用,是南锚碇施工中的重要节点之一。