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。     

G3铜陵长江公铁大桥桥塔设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m斜拉-悬索协作体系桥。江北、江南侧桥塔塔高分别为228.5、222.5 m,结构尺寸大,受力复杂,考虑桥塔受力、施工便捷性及主缆与斜拉索面协调布置等,确定采用C60混凝土门形桥塔。桥塔由上、下塔柱和上、下横梁组成,塔柱和下横梁为单箱单室截面,上横梁为开口槽形截面,索塔锚固区采用钢锚梁+混凝土齿块组合的索塔锚固结构,桥塔顶部主索鞍局部承压区采用间接钢筋网片加强并预留索鞍预埋件的布置空间。设计过程采用BIM技术优化局部设计细节,钢锚梁及钢牛腿等钢结构和混凝土结构外表面均采用防腐涂装体系进行耐久性设计。采用MIDAS Civil软件对桥塔整体受力进行分析,并对槽形断面上横梁基于经典理论、规范验算、实体有限元模型论证其结构安全性;基于ANSYS板壳有限元模型,研究不同板厚下钢锚梁锚下加劲板剪应力集中系数,以指导钢锚梁加劲板设计。桥塔塔柱采用支架法和爬模法施工,上、下横梁均采用支架法与塔柱异步施工。     

钢锚梁式钢—混组合索塔锚固体系设计与分析

某斜拉桥主桥是一座跨径布置为(130m+300m+130m)的双塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥,索塔采用倒Y型,斜拉索在桥塔端采用新型空间索面钢锚梁式钢-混组合索塔锚固体系进行锚固。该型锚固体系将锚箱焊在钢锚梁两侧,同时采用钢牛腿替换传统的混凝土牛腿结构,提高了施工速度,改善了结构受力。介绍了该种锚固体系的特点,并采用有限元方法对改型索塔锚固体系的受力情况进行了分析,可为该类型索塔锚固体系设计提供参考。     

望东长江大桥超大悬臂混凝土塔柱关键技术研究

望东长江公路大桥桥塔为钻石型桥塔,塔高217m,下横梁与下塔柱结合部位采取圆弧过渡,为外挑7.15m的大悬臂结构,该大悬臂则承受着桥塔和斜拉索收集的主梁重量;中塔柱弯折点在下横梁上8.8m,亦为一竖直悬臂,为中塔柱的反弯点。2个大悬臂组成的空间悬臂构造成为了本桥钻石型桥塔的最关键受力部位,在大跨度斜拉桥索塔中此类型结构属首例。     

常泰长江大桥主航道桥总体设计与方案构思

常泰长江大桥是一座集成高速公路、城际铁路、普通公路三种交通运输方式的大跨度桥梁。三种交通功能在桥上采用相对独立的方式布置,最大限度地节约资源、保障安全、提升桥梁使用功能。为尽量减少桥梁建设对长江航运的影响,主航道桥采用主跨1 176m的斜拉桥跨越长江主航道。主跨1 176m的超大跨度斜拉桥建造充满技术挑战,设计中对斜拉桥结构体系、新型基础型式、新型桥塔结构及索塔锚固结构、恒载横向不对称结构行为等开展了系统研究,提出了温度自适应体系、台阶型沉井基础、空间钻石型桥塔、钢箱-核芯混凝土组合结构,较好地解决了超大跨度桥梁的建设难题。     

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥桥塔设计

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥采用竖琴形索面箱桁组合梁斜拉桥,跨径布置为(48+144+320+144+48) m。根据桥梁结构特点,针对花瓶形、H形和钻石形桥塔方案,从结构受力、景观效果、施工难度、经济性等方面进行比选,最终采用适应宽主梁、竖琴形索面的花瓶形桥塔。2座桥塔高度分别为143.5 m和147.1 m,采用C50钢筋混凝土结构,由上、中、下塔柱组成,塔柱圆弧过渡,设上、下2道横梁,下横梁采用预应力混凝土结构,上横梁由2道反向圆弧的预应力混凝土小横梁和中间的装饰性钢结构共同组成“昌”字造型。索塔锚固区采用钢锚箱锚固体系与预应力锚固体系相结合的方式。桥塔下塔柱采用翻模法施工,中、上塔柱外部采用爬模法施工、内部采用翻模法施工。对桥塔进行整体静力、局部应力、稳定性及抗震分析,结果表明桥塔强度、刚度、稳定性及抗震性能均满足规范要求。     

嘉鱼长江公路大桥桥塔设计

嘉鱼长江公路大桥主桥为主跨920m的双塔单侧混合梁斜拉桥。该桥桥塔采用钻石形混凝土结构,由上、中、下塔柱,中上、中下塔柱结合段,下横梁和塔座构成,北塔高235m、南塔高251.41m,两塔下横梁以上结构保持一致。该桥北塔、南塔各有30对斜拉索,第1和第2对斜拉索在塔壁混凝土齿块上直接锚固;第3~30对斜拉索锚固采用"钢锚梁+钢牛腿"的形式,钢锚梁采用单锚梁结构,1根锚梁锚固4根斜拉索。为减小超高桥塔常见的混凝土开裂病害,在桥塔混凝土中掺入聚丙烯腈单丝纤维、聚丙烯粗纤维进行防裂抗裂处理。针对北塔下塔柱较短、下塔柱和下横梁受力不利的情况,经方案比选,采用先浇部分下横梁的施工方案,有效减小下横梁混凝土收缩开裂的风险。     

临沂市西安路桥空间混合桥塔设计与研究

临沂市西安路祊河大桥为独塔斜拉桥,桥塔采用三根塔柱组成的空间异形混合桥塔,介绍了桥塔的总体设计方案。着重分析空间异形混合桥塔锚索区、塔柱钢混凝土结合部、塔柱间的连杆等重要节点的构造及受力性能,三根塔柱整体受力性能、拉索锚固区钢结构局部受力、塔柱钢混凝土结合部受力、塔柱间的连杆受力等关键设计技术,为以后类似工程的设计提供参考。     

临沂市西安路桥空间混合桥塔设计与研究

临沂市西安路(?)河大桥为独塔斜拉桥,桥塔采用三根塔柱组成的空间异形混合桥塔,介绍了桥塔的总体设计方案。着重分析空间异形混合桥塔锚索区、塔柱钢混凝土结合部、塔柱间的连杆等重要节点的构造及受力性能,三根塔柱整体受力性能、拉索锚固区钢结构局部受力、塔柱钢混凝土结合部受力、塔柱间的连杆受力等关键设计技术,可为类似工程的设计提供参考。     

川藏公路迫龙沟特大桥设计

川藏公路迫龙沟特大桥采用半飘浮体系双塔双索面混合梁斜拉桥,跨径组成为(156+430+156)m。从结构受力、施工、养护、经济性等方面综合考虑,该桥主梁采用混合梁方案。中跨为结合梁,由工字形钢主梁和混凝土桥面板组成;边跨为预应力混凝土梁,采用双边肋断面;钢-混结合段采用整体式结构。从桥塔自身高宽比协调的角度出发,并考虑结构受力,桥塔采用改进的菱形混凝土塔,塔柱在桥面以上呈A形,在桥面以下合并成整体。桥塔基础采用群桩基础。全桥共设置68对钢绞线斜拉索。采用MIDAS Civil进行结构整体计算,并采用ANSYS和Abaqus分别对结合梁锚拉板和索塔锚固区进行局部计算,结果表明该桥整体及局部受力均满足规范要求。     

太原市机场路祥云桥桥塔设计

太原市机场路祥云桥主桥为独塔混合梁斜拉桥,桥塔由3根塔柱组成,空间呈火炬造型,在桥面以上为钢塔柱,在桥面以下为混凝土结构.钢塔柱内部加劲肋按照半刚性加劲肋的原则设计;塔柱联结系采用刚接方案,3根塔柱之间设置20道空间水平联结系;在钢塔柱与混凝土塔柱间设置钢—混凝土结合段(高7.05 m),主要传力构件为PBL剪力键;塔顶钢塔帽将3根塔柱顶端固结,其下段为连接塔柱的重要受力构件,上段为装饰构造;斜拉索在中塔柱内采用双锚箱的方式锚固,在边塔柱内采用锚梁的方式锚固;斜拉索向塔柱圆弧外侧拉伸锚固;3根塔柱采用整体式基础方案,承台间设置系梁.     

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。     

主跨468m铁路钢箱混合梁斜拉桥设计

宁波铁路枢纽北环线甬江特大桥采用半飘浮结构体系钢箱混合梁斜拉桥,孔跨为(53+50+50+66+468+66+50+50+53)m。钢-混分界点位于主梁中跨距桥塔24.5m处,除中跨419m采用钢箱梁外,其余均采用混凝土箱梁;桥塔采用钻石形混凝土结构,塔高177.91m,上塔柱设内置式钢锚箱;斜拉索采用7mm的镀锌平行钢丝拉索,空间双索面扇形布置;基础采用超长、大直径群桩基础。混凝土梁采用支架逐孔现浇施工,钢箱梁采用节段吊装。设计针对铁路活载大、刚度要求高的特点,确定了合理成桥状态,并进行结构静力分析、抗震及抗风研究、车-桥及风-车-桥耦合振动分析,验证了结构的安全性和舒适性。     

常泰长江大桥组合索塔锚固结构钢-混传剪构造足尺模型试验研究

常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载～滑移曲线及应力、应变分布等受力特性,并通过有限元模型分析锚固结构的传力机理和各组件的内力分配比例,推导剪力钉剪力计算方法。结果表明：在2.14倍单索最大索力荷载作用下,锚固结构保持弹性状态,钢壁板未产生明显滑移,钢-混界面最大滑移不超过0.25 mm,该锚固结构中钢-混传剪构造至少具有2.14倍的安全系数;荷载作用下,剪力钉剪力从上至下逐渐增大,锚腹板附近底部3排剪力钉剪力较大,钢-混传剪构造至少存在剪力钉和界面摩擦力2种传剪机制,钢-混传剪构造的承载能力显著提高;钢-混传剪构造受力过程分为粘结力传力阶段和局部滑移阶段,剪力钉剪力分布不仅与沿剪切方向长度分布有关,也与荷载的大小线性相关。     

斜拉桥曲线形钻石桥塔抗裂设计研究

为了减小斜拉桥曲线形钻石桥塔在施工阶段和运营阶段的拉应力,防止混凝土桥塔出现开裂病害,以主跨480m的宜宾盐坪坝长江大桥为例,开展桥塔抗裂设计技术研究。采用MIDAS Civil程序建立全桥空间有限元模型,计算桥塔在施工阶段和成桥运营状态下的内力,研究桥塔竖向预应力、斜拉索横向偏心布置、塔柱临时横撑及对拉、环向预应力等措施对桥塔应力的改善作用,以及桥塔混凝土掺加钢纤维对材料强度的提升效果。结果表明:曲线形钻石桥塔受力复杂,在塔柱受拉区设竖向预应力是有效的抗裂措施;斜拉索适当向曲线外侧横向偏心布置可减小塔柱横向弯矩;临时横撑及对拉既可减小施工期塔柱拉应力,又可改善塔柱成桥状态的应力;环向预应力为塔柱水平方向提供一定压应力储备;桥塔混凝土中掺加少量钢纤维对强度提升作用不大,可减小桥塔表面非受力裂缝。     

重庆嘉悦大桥索塔锚固区设计与分析

重庆嘉陵江嘉悦大桥是一座主跨250 m的矮塔斜拉桥,该桥具有索力大,索塔结构复杂等特点。因此,拉索在塔上的锚固采用混凝土索塔钢锚箱组合形式。介绍了该组合锚固体系的设计特点,并对索塔锚固区建立空间有限元模型进行受力分析。分析结果对该类型索塔锚固区设计具有一定的参考作用。     

厦漳跨海大桥北汊主桥索塔及其钢锚梁研究

从景观、受力、施工和经济性等几方面对厦漳跨海大桥北汊主桥索塔造型、基础形式及索塔锚固方式进行方案研究比选,最终确定北汊主桥采用钻石型索塔及其钢锚梁锚固方式。     

甬江斜拉桥索塔锚固区应力分析

大跨度斜拉桥索塔常采用预应力混凝土结构,在强大拉索力和预应力共同作用下,索塔锚固区受力十分复杂。针对索塔锚固区的受力研究,对优化锚固区构造及优化预应力钢束布置有重要意义。运用有限元方法对索塔锚固区进行了空间应力分析,总结了锚固区受力特点,为设计和施工提供了依据。     

舟岱跨海大桥异形索塔临时横撑设计与计算分析

本文依托舟岱跨海大桥DSSG01标的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,对异形索塔的临时横撑设计及计算进行了分析,该索塔为钻石型异形结构,桥址区位于浙江沿海海域,为保证在本区域最恶劣的气候条件下,索塔中塔柱和下塔柱施工过程不出混凝土局部应力超标,及产生超过设计要求的横向位移,在塔柱施工过程中增设主动式临时横撑。本文采用MidasCivil有限元软件对索塔施工的各工况进行分析,研究增加临时横撑后对索塔受力的影响情况。     

红水河特大桥钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构设计研究

红水河特大桥是贵州省第一座采用混合式叠合梁的大跨度斜拉桥,其桥跨布置、主梁结构形式及索力分布均不对称。针对其突出的非对称受力特征,该桥索塔锚固区拟采用钢牛腿-钢锚梁组合结构形式。根据钢锚梁的不同受力模式,该文提出了两种钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构设计方案,基于Ansys分别建立了两种设计方案的钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构精细化有限元模型,并进行了计算分析与比较。结果表明:采用以钢锚梁纵向拉伸变形为主的小偏拉设计方案,可以显著降低钢牛腿-钢锚梁组合结构的应力水平,加大钢锚梁与钢牛腿接触面的相对滑移,使钢锚梁偏向于轴向拉伸的理想受力状态,结构整体力学性能更好、更安全。红水河特大桥索塔锚固结构设计最终采纳了小偏拉设计方案。