锚拉板式索梁锚固结构承载能力分析.pdf

学兔兔 总第8期 锚拉板式索梁锚固结构承载能力分析 47 锚拉板式索梁锚固结构承载能力分析 伍 贤智 (中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北 武汉 430034) 摘 要：针对锚拉板式索梁锚固结构受力状态复杂、局 C60高性能混凝土。斜拉索采用热挤聚乙烯高强钢 部应力集中严重等问题，以厦漳跨海大桥南汊主桥为背景， 丝，标准索距 11．5m，边跨密索区索距 6．0m，全桥 对锚拉板式索梁锚固结构进行有限元分析，研究其在荷载作 共计96根，其中最长索长约 168．7ITI，单根最大重 用下的应力分布与承载能力。研究结果表明，锚拉板与锚管 量 14．6t；斜拉索与主梁之间采用锚拉板式锚固方 连接圆弧处存在明显的应力集中，2．1倍索力作用下超过材 式，锚拉板式索梁锚固结构示意见图1，锚拉板所有 料屈服强度，但其他区域均处于弹性工作状态 ，表明结构至 材料采用 Q370qD钢。 少具备2．1倍的安全储备。 关键词：锚拉板；索梁锚固结构；应力分布；承载能力 1 前 言 索梁锚固结构是斜拉桥设计的关键部位之一， 其可靠与否直接关系到整座桥梁的安全。索梁锚固 结构的类型主要有锚箱式、耳板式、锚管式与锚拉板 式4种_1]，锚拉板式索梁锚固结构构造简单、传力路 径明确、施工维护方便，已在 国内、外大跨径斜拉桥 中得到广泛应用。国外采用锚拉板式索梁锚固结构 的桥梁有加拿大安纳西斯桥与希腊里翁一安蒂里翁 大桥[2]，国内有青州闽江大桥、颗珠山大桥、灌河特 大桥_3]、湛江海湾大桥[43以及正在建设中的武汉二 图1 锚拉板式索梁锚固结构示意 七长江大桥_5与厦漳跨海大桥南、北汊主桥[。锚 拉板式索梁锚固结构应力分布复杂，局部区域应力 3 有限元模型 严重集中l7]，在巨大的索力作用下，可能会超过材料 的屈服强度。为确保厦漳跨海大桥南汊主桥施工与 选取受力最大的 Z12锚拉板式索梁锚 固结构 运营的安全，对其锚拉板式索梁锚固结构承载能力 作为研究对象。采用ANSYS有限元软件建立计算 进行分析。 模型进行分析，计算中忽略结构初始缺陷，不考虑 由 于板件焊接引起的收缩变形 。采用壳单元 Shell181 模拟板件，有限元模型主梁长度沿纵向取 2个梁段， 2 工程背景 横梁沿横向取一半，主梁两端固定，横梁端部施加对 厦漳跨海大桥南汊主桥为双塔双索面半飘浮体 称约束，荷载均匀施加于锚垫板上，单元网格大小 系组合梁斜拉桥，跨径组成为 (135+300+135)m。 2Omm×20mm，锚拉板式索梁锚固结构有限元模 主梁采用双工字形钢主梁与混凝土桥面板共同受力 型见 图2。 的组合梁结构，两者间通过剪力钉共同受力；工字形 钢材采用双线性等向强化材料模式，弹性模量 钢主梁高2．81TI，预制混凝土桥面板厚28cm，采用 2．1×10MPa，泊松 比0．3，屈服强度 360MPa；考 收稿 日期 ：2O12一O2一O1 作者简介：伍贤智 (1982一)，男，助理工