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(jì)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(duì)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(jì)得更小。索距減小可能使張拉空間受限，為保證施工過(guò)程中斜拉索張拉的順利進(jìn)行，有時(shí)需要在鋼錨梁、鋼錨箱等鋼結(jié)構(gòu)的頂、底板上開(kāi)孔。而板件開(kāi)孔會(huì)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(huì)有應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此有必要對(duì)板件開(kāi)孔對(duì)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(lái)越多的應(yīng)用。但目前對(duì)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(duì)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(kāi)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(kāi)孔對(duì)鋼錨梁的整體安全性造成的影響。通過(guò)有限元分析較全面的掌握索塔節(jié)段在各級(jí)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(shuō)明鋼錨梁頂、底板開(kāi)孔截面上的應(yīng)力比未開(kāi)孔截面的應(yīng)力更大，但整個(gè)板件的應(yīng)力水平相對(duì)較低，因此板件的局部開(kāi)孔并沒(méi)有造成鋼錨梁的安全隱患。
　　 (2)針對(duì)赤石大橋采用的新型錨固結(jié)構(gòu)，本文提出一種簡(jiǎn)化的理論計(jì)算模型。分別建立了鋼錨梁?jiǎn)蝹?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(jì)算簡(jiǎn)化公式，應(yīng)用簡(jiǎn)單，可方便指導(dǎo)設(shè)計(jì)。理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果、有限元計(jì)算結(jié)果之間的水平分力分配值誤差在10％以內(nèi)，理論計(jì)算與有限元計(jì)算結(jié)果誤差在5％以內(nèi)。理論計(jì)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(jiǎn)化理論公式為基礎(chǔ)，進(jìn)一步分析了摩擦系數(shù)、倒角處