某大橋塔間分組集聚式索塔錨固區(qū)模型試驗研究與有限元分析.pdf

1、隨著大跨度斜拉橋的不斷發(fā)展，對斜拉橋索塔的構(gòu)造也提出了更高的要求，作為連接斜拉橋上部結(jié)構(gòu)和索塔結(jié)構(gòu)的索塔錨固區(qū)，由于受力集中、構(gòu)造復雜，是控制設計的關鍵部位。本文以正在建設中的某長江公路大橋索塔錨固區(qū)為研究對象，結(jié)合實際情況對分組集聚式索塔錨固體系的錨固區(qū)結(jié)構(gòu)形式進行了有限元分析和試驗研究，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)采用大型有限元分析軟件ABAQUS，對某長江公路大橋的分組集聚式索塔錨固區(qū)節(jié)段模型進行了詳細的分析，獲得了

2、不同荷載工況下分組集聚式錨固結(jié)構(gòu)的理論結(jié)果。研究結(jié)果如下:1）荷載工況1、工況2時，鋼橫梁、鋼錨板、豎向隔板、鋼錨箱、腹板以及項、底板的應力除去應力集中處，均小于鋼材的容許應力。2）荷載工況3、工況4時，鋼橫梁、鋼錨板、豎向隔板的應力除去應力集中處，均小于鋼材的容許應力，鋼錨箱、腹板以及頂?shù)装宓膽Τ刑?，均小于屈服強度?）四種荷載工況作用下，索塔最大壓應力均小于混凝土抗壓強度設計值，鋼橫梁頂?shù)装遄冃涡螤钕嗨啤?br>　　(2

3、)試驗模型根據(jù)最不利受力原則選取索塔第六道鋼橫梁，按1∶6比例制作縮尺模型。試驗模型研究四種荷載工況下鋼橫梁、鋼錨箱、頂?shù)装濉⒏拱?、豎向隔板等的應力以及鋼橫梁項底板位移、混凝土塔柱應力，獲得了該區(qū)域的受力特征和應力分布規(guī)律。研究結(jié)果如下:1）荷載工況1、工況2時，鋼橫梁整體應力水平較低，各板件基本處于彈性工作狀態(tài);鋼錨箱N3上的應力始終比N4上的應力大。2）荷載工況3時，鋼橫梁各板件的Mises應力均小于鋼材的容許拉壓應力，說明鋼錨箱在

4、該設計荷載情況下能繼續(xù)承載;荷載工況4時，除去N3板，鋼橫梁其余各板件的應力值均小于鋼材的容許應力，3）四種荷載工況下鋼橫梁頂板跨中位移比上邊段的位移大，頂板在上邊段的位移比底板大，鋼橫梁下邊段底板相對位移為正值，頂板中央相對位移為負值。4）鋼橫梁各板件的應力、頂?shù)装逦灰?，以及混凝土塔柱的應力的實測值和理論值整體上基本吻合。
　　(3)為保證結(jié)構(gòu)安全，驗證鋼橫梁承壓板與混凝土塔柱在四種荷載工況作用下始終緊密連接，在塔柱與鋼橫梁間建