鋼錨梁-索塔水平受力機(jī)理的試驗(yàn)研究.pdf

1、索塔錨固區(qū)集中受到斜拉索的巨大拉力作用，是斜拉橋設(shè)計的關(guān)鍵部位。本文依托的赤石特大橋索塔錨固區(qū)有兩大新的特點(diǎn):
　　 (1)鋼錨梁頂、底板為滿足斜拉索的張拉空間預(yù)留一定大小的孔洞。赤石大橋位于山谷之間，橋面以下塔柱高。出于對高塔穩(wěn)定性的考慮，斜拉索在索塔上錨固的豎向索距設(shè)計得更小。索距減小可能使張拉空間受限，為保證施工過程中斜拉索張拉的順利進(jìn)行，有時需要在鋼錨梁、鋼錨箱等鋼結(jié)構(gòu)的頂、底板上開孔。而板件開孔會造成孔洞兩側(cè)的縱橋向拉

2、應(yīng)力增加，而且孔洞周圍會有應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此有必要對板件開孔對板件的受力性能造成的影響進(jìn)行仔細(xì)分析。
　　 (2)赤石大橋采用的鋼錨梁-鋼牛腿組合結(jié)構(gòu)是一種較新型的結(jié)構(gòu)型式，該結(jié)構(gòu)型式是一種較合理的錨固方式，在以后的實(shí)際中將得到越來越多的應(yīng)用。但目前對這種結(jié)構(gòu)受力性能的研究尚不完善，需要進(jìn)一步的研究。
　　 本文從孔洞對鋼錨梁板件的應(yīng)力分布影響和鋼錨梁-索塔間的水平受力機(jī)理兩方面展開研究。
　　 (1)建立有限元

3、模型，并結(jié)合索塔錨固區(qū)的足尺模型試驗(yàn)分析板件開孔對鋼錨梁的整體安全性造成的影響。通過有限元分析較全面的掌握索塔節(jié)段在各級工況下的應(yīng)力分布情況，并指導(dǎo)模型試驗(yàn)的進(jìn)行。結(jié)果說明鋼錨梁頂、底板開孔截面上的應(yīng)力比未開孔截面的應(yīng)力更大，但整個板件的應(yīng)力水平相對較低，因此板件的局部開孔并沒有造成鋼錨梁的安全隱患。
　　 (2)針對赤石大橋采用的新型錨固結(jié)構(gòu)，本文提出一種簡化的理論計算模型。分別建立了鋼錨梁單側(cè)與鋼牛腿焊接、鋼錨梁兩側(cè)與鋼牛腿

4、焊接這兩種工況下的混凝土索塔和鋼錨梁斜拉索水平分力分配值計算簡化公式，應(yīng)用簡單，可方便指導(dǎo)設(shè)計。理論計算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果、有限元計算結(jié)果之間的水平分力分配值誤差在10％以內(nèi)，理論計算與有限元計算結(jié)果誤差在5％以內(nèi)。理論計算方法精度較高，便于應(yīng)用。模型試驗(yàn)結(jié)果表明鋼錨梁邊界條件變化前后鋼錨梁的斜拉索水平分力分配值為70％左右，混凝土索塔的斜拉索水平分力分配值為30％左右。
　　 最后以簡化理論公式為基礎(chǔ)，進(jìn)一步分析了摩擦系數(shù)、倒角處