拱桥施工中扣塔钢锚箱有限元分析

钢锚箱由于具有受力方式明确、施工方便等优点已经在多座大跨径斜拉桥中得到应用,然而在拱桥施工中比较少见。近几年来,钢锚箱在拱桥中的应用逐渐增多,如在建的世界最大跨径的钢管混凝土拱桥——合江长江一桥。该文通过对合江长江一桥扣塔钢锚箱进行空间有限元分析,阐述钢锚箱在拱桥施工中的受力特性,并提示钢锚箱在拱桥施工中应注意的事项。     

榕江大桥桥塔钢锚室设计与施工关键技术

广东榕江大桥为(60+70+380+70+60)m双塔双索面混合梁低塔斜拉桥,采用门式框架桥塔,斜拉索辐射型布置,桥塔顶设钢锚室进行斜拉索集中锚固。钢锚室高6.0m、顺桥向长4.6m、横桥向宽2.36m,由壁板、腹板、底板、隔板、锚箱部件及预埋件等构成,横桥向分为3个锚室,每个锚室锚固4对斜拉索,锚室采用重防腐涂装体系。钢锚室制造时,对钢锚室底板及预埋承压板端面进行整体铣面加工;采用超声冲击和整体振动技术,消除钢锚室焊接残余应力。钢锚室安装时,在预埋承压板与塔顶混凝土间预留5cm空隙,采用压浆填充密实,并对预埋承压板的平整度进行跟踪测量;钢锚室采用900t浮吊一次性吊装就位,再利用4台三向千斤顶进行微调。实践表明,该桥桥塔钢锚室设计合理,施工关键技术有效保证了钢锚室制造和安装精度。     

斜向索力作用下桁架式扣塔的钢锚箱受力性能

相对于一般的钢锚箱而言,拱桥扣塔的钢锚箱与斜拉桥和悬索桥的钢锚箱的受力不同,斜拉桥的钢锚箱四周有钢或混凝土构件连接支承,而扣塔的钢锚箱只有扣塔桁架构件与之相连,连接构件相对较少,其受力性能直接关系到拱桥施工安全。合江长江大桥的扣塔钢锚箱具有构造复杂,扣索索力大,且与扣塔的主弦杆焊接在一起受力等特点。合江长江一桥扣塔的钢锚箱有限元分析结果表明,在拱肋吊装过程中的最不利扣索力工况下,钢锚箱的锚下应力相对较大,但应力衰减较快,随着远离应力集中区,应力迅速降至较低水平。钢锚箱性能满足使用要求,构造合理、传力途径明确、结构受力安全,可为分析和设计同类构造形式提供参考。     

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。     

杭州湾跨海大桥北航道桥钢锚箱施工技术

杭州湾跨海大桥北航道桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主塔斜拉索锚固区采用钢锚箱，主要介绍北航道桥钢锚箱施工技术。     

上海长江大桥主航道斜拉桥索塔钢锚箱设计

上海长江大桥主航道桥为双塔双索面斜拉桥,主梁为分离式钢箱梁,主塔采用人字形塔。主跨730 m,居世界已建成同类桥梁第五位。超大跨径斜拉桥的索塔锚固形式主要有钢锚箱和钢锚梁两种,长江大桥采用了在空心塔柱内壁设置钢锚箱的索塔锚固方式,介绍了长江大桥索塔钢锚箱的设计,经有限元计算表明：结构设计满足规范要求,     

斜拉桥桥塔整体式钢锚箱疲劳性能研究

整体式钢锚箱以其承载能力大、耐久性好、制作安装方便等优点,在大跨径斜拉桥中得到广泛应用,但其焊接部位在反复循环荷载作用下极易产生疲劳损伤破坏,为研究汽车荷载作用下钢锚箱的疲劳性能。本文通过对某斜拉桥整体式钢锚箱进行标准汽车荷载和超载作用下索力及钢锚箱关注细节疲劳性能分析,研究结果在实际工程中得到了应用且效果显著。     

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。     

重庆红岩村嘉陵江大桥索塔钢锚箱安装测量定位控制技术

重庆红岩村嘉陵江大桥为高低塔双索面公轨两用钢桁梁斜拉桥,索塔斜拉索锚固采用钢锚箱形式。钢锚箱为箱形结构,最大节段尺寸为6.2m×2.2m×3.0m(长×宽×高),节段最重达26t,吊装高度达160m。首节钢锚箱索导管长达8m,跨越塔柱2个浇筑节段(标准节段高6m)。针对钢锚箱体积大、重量重、吊装高度高和首节钢锚箱索导管超长的特点,采用专用起重设备吊装钢锚箱节段,首节钢锚箱与索导管分离安装,首节钢锚箱索导管通过空间位置放样、初定位、精密定位确保三维坐标精度,采用L10角钢进行加强以防首节钢锚箱变形,剩余节段钢锚箱安装采用导向装置就位。施工中严格控制每节段钢锚箱的平面位置、高程、倾斜度、顶面平整度,实现了钢锚箱安全、优质、快速的施工目标。     

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。     

青岛市墨水河大桥索梁锚固区受力分析

青岛市墨水河大桥主桥为2×90 m单塔中央双索面斜拉桥。主梁采用分体式箱形截面钢主梁,斜拉索与钢箱梁内边腹板之间通过钢锚箱连接,索梁锚固区的传力途径和受力情况较复杂。利用有限元软件midas FEA对索力最大的索梁锚固区及附近梁段进行板壳单元有限元分析,对索力最大的钢锚箱及局部腹板进行实体单元有限元分析。结果表明,对于中央索面分体式钢箱梁斜拉桥,顶底板等效应力峰值出现在联系横梁跨中;联系横梁腹板所对应的箱室内横隔板比拉索横隔板的应力水平高;通过设置腹板局部补强板,锚固区腹板变形和应力均可满足受力要求;钢锚箱锚固于内边腹板外侧,斜拉索张拉施工和后期养护均较方便。     

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。     

大跨度斜拉桥索塔钢锚箱锚固体系横向受力分析方法

大跨度斜拉桥索塔锚固区钢锚箱和混凝土塔壁形成一个钢一混凝土组合结构,其中钢锚箱拉板和混凝土侧壁共同承受斜拉索的水平分力,而钢锚箱两端和混凝土前壁之间则存在比较复杂的叠合效应.以上海长江大桥主跨为730 m的5跨连续分离式钢箱梁斜拉桥为例,利用4个两维模型简化分析钢锚箱和混凝土塔壁的组合结构,进行分析比较后得到一个准确的...     

基于非线性有限元分析的新型锚固块设计

锚固块是体外预应力桥梁的关键构造之一.目前采用的锚固块都是由钢筋混凝土构成,其体积和自重较大,受力较复杂,一定程度上约束了体外预应力在桥梁上的应用.借鉴钢锚箱在斜拉桥索塔上应用的成功经验,采用理论计算和非线性有限元分析相结合的方法对体外预应力混凝土桥梁的钢锚箱进行设计和计算.结果表明,钢锚箱可用于体外预应力混凝土桥梁,其自重只有混凝土锚固块的50％,该结果可为体外预应力桥梁钢锚箱设计提供参考.     

钢塔斜拉桥复合式锚固结构研究和分析

复合式锚固结构用于钢塔斜拉桥可以简化塔内构造布置,有效传递斜拉索索力。复合式锚固系统主要由钢锚箱和环向加劲组成,斜拉索水平分力由钢锚箱承担,不平衡水平力由环向加劲承担,竖向分力由加强加劲肋与桥塔承担。通过对复合式锚固结构的有限元分析,总结了该锚固结构的受力性能和特点,为同类型斜拉桥塔上锚固结构的设计提供参考。     

矮塔斜拉桥索塔整体式钢锚箱受力性能与施工技术研究

以潮州至惠州高速关键节点工程榕江特大桥为工程实例,介绍了矮塔斜拉桥整体式钢锚箱的设计方案,并采用大型有限元软件ANSYS对整体式钢锚箱的受力性能进行了分析,指出了其受力特点和受力不利位置,并提出了构造调整措施和施工关键技术。     

连接形式对斜拉桥组合索塔钢锚箱剪力钉受力的影响

介绍斜拉桥组合索塔中钢锚箱的连接情况,结合具体工程,建立组合索塔锚固区三维实体有限元模型,计算了不同钢锚箱连接情况下的剪力钉受力,通过对剪力钉剪力分布规律的比较,得到钢锚箱节段间全部连接而且最底部钢锚箱和混凝土上的钢垫板紧密结合,是剪力钉受力最合理的一种结构形式.     

大跨径斜拉桥索塔锚固方式介绍

索塔锚固区是斜拉桥的关键部位,将拉索的集中力安全平稳地传递到塔柱中。该区域受力状态复杂,是斜拉桥设计施工中的重点和难点。目前常用的索塔锚固方式有环向预应力、钢锚梁和钢锚箱三大类,对三类锚固方式作了详细的介绍,比较分析了各自的优缺点,为相关工程提供参考。     

苏通大桥索塔钢锚箱制造几何控制

苏通长江公路大桥为主跨1088m钢箱梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢锚箱结构,属国内首次.鉴于主桥结构具有跨度大、刚度小、非线性效应明显、受温度与风振影响显著等特点,因此上部结构采用几何控制法进行施工控制,而钢锚箱是实现几何控制的关键环节.文中介绍了苏通大桥索塔钢锚箱制造几何控制的具体方法与要点.     

鄂东长江公路大桥索塔锚固区抗裂设计

鄂东长江公路大桥为主跨926 m的九跨连续半漂浮体系双塔混合梁斜拉桥,斜拉索塔端锚固方式采用钢锚箱结构。文章简要介绍了大桥主桥桥型布置、索塔锚固区方案构思及钢锚箱构造设计,分析了钢锚箱的工程应用及力学特性;简述了索塔锚固区足尺模型试验情况和主要计算结果,并对索塔锚固区抗裂设计进行了阐述。