大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空间有限元模型比较研究

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1、大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空间有限元模型比较研究大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空间有限元模型比较研究26四川建筑科学研究SichuanBuildingScienee第32卷第1期2006年2月大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空问有限元模型比较研究万臻，李乔，毛学明（西南交通大学土木工程学院，四川成都610031）摘要:在进行大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空间非线性仿真分析时，有限元模型的正确与否至关重要.由于冃前软硬件能力的限制，只能采用锚箱局部模型进行分析，而模型中选取的结构范围及边界条件的不同，都会育•接影响锚固区分析结果•通过对不同的有限元模型进行研究比较，得到合理

2、的建模方法，用以判断实际结构中索粱锚固区的安全储备•这种仿真分析可以用于设计选型,锚箱研究及指导模型试验.关键词:斜拉桥;索梁锚固结构;钢锚箱;有限元分析中图分类号:TU311文献标识码:A文章编号:1008—1933(2006)01一0026—06Comparisonandanalysisof3D.finite,elementmodelsofsteel.anchor,boxatthccable--girdcranchoragczoncforlong--spancable--stayedbridgeWANZhen,LIQiao,MAOXue—ming(SchoolofCivilEn

3、ginccring,SouthwestJiaotongUnivcrsity,Chengdu610031,China)Abstract:ItisquiteimportanttOchoosefightandrationalfinite-clcmcntniodclwhcndoing3-dimensionalnonlinearanalysistOsteel—anchor-boxatthccablc-girclcranchoragczoncforlong-spancablc-stayedbridge.Butwiththclimitationofpracticalsoftwarcandhard

4、ware,onlytheloeal一zonemodelcanbeadoptedtoanalyze.Andtheresultsofanalysisareinfluencedevidentlybythefinite-de一mentmode1s，sizeandbounda_^conclition.Themorereasonab1emethodCanbegainedbycomparingclifferentmodeIs,whichcanbeusedtoestimatethesafetyofpracticalsteel一anchorboxofcablegirderanchorage.Fur

5、theoiore,thismethodcanbeappliedforde一signingandchoosingtype,researchingandguidingmoddtest.Keywords:cable-stayedbridge;cab1e-girderanchorage;steeltanchor-box;finite——elementanalysis0前言大跨度斜拉桥结构中，斜拉索与主梁的连接锚固构造是设计中需考虑的关键环节之一.由于索梁锚固区承受强大的索力集中荷载，构造及传力状态均较复杂，应结合理论计算与模型试验对之进行专门的分析研究，才能使人们对锚固区传力方式，局部应力

6、状态等有正确的认识.冃前，我国新建的几座大跨度斜拉桥中，主梁形式多采用钢箱梁结构，并在索梁锚固区的连接方式上采用了钢锚箱式连接，如南京长江第二大桥以及目前兴建的安庆长江公路大桥，苏通长江公路大桥等.以往的研究表明，钢锚箱结构板件较多,连接复收稿日期:2004.12.15作者简介:万臻（1977—）.女，河南新郑人.博士研究生，主耍从事桥梁结构行为研究，仿真分析及桥梁结构健康监测,状态评估等工作.E-mai1:W^]zher11T1xn1@sina.com杂，但结构刚度大，整体受力好，其传力途径主要是通过锚箱锚固顶，底板及承压板等将索力传递给钢箱梁腹板，因此耍求锚箱必须足够强大，锚箱

7、与腹板的连接要求高，否则，会在腹板上出现严重应力集中现象[11.通常对钢锚箱结构进行初步设计研究时，可以采用空间有限元进行模拟，由于重点研究的是钢锚箱局部的受力状况，可以选取实际结构中索力较大的某一代表索梁锚固区建立局部计算模型•锚箱箱体仅通过与腹板问的焊缝与主梁腹板连接，力与位移的边界条件简单，这部分应力分布较为容易模拟准确;但所取出的局部模型的箱梁腹板与整体结构之间的边界条件则十分复杂•实桥中腹板不但承受锚箱直接传递来的局部剪力,法向力和扭矩，而且还承受由于结构总