湛江海湾大桥索梁锚固结构的静载试验研究

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1、第26卷第5期2006年10月中外公路85文章编号：1671—2579(2006)05-0085—05湛江海湾大桥索梁锚固结构的静载试验研究段乃民。曹映泓(广东省路桥建设发展有限公司，广东广州510635)摘要：该文主要介绍了锚拉板式索梁锚固结构的特点及其在大跨径斜拉桥中的应用，通过对湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构进行足尺模型静力试验研究，得到静力荷载作用下锚拉板式索梁锚固结构各板件应力、应变分布情况。通过模型试验验证了设计的正确性及制造工艺的可行性，结合理论分析和模型试验，对其承载能力做出了评价，并对锚拉板的设计提出了建议。关键词：斜拉桥；锚拉板；索梁锚固结构；试验研究锚箱式、锚拉板

2、式、耳板式等，其中使用较多的是锚箱1引言式、耳板、锚拉板式及锚管式。锚拉板式索梁锚固结构最早被加拿大安纳西斯桥采用，国内已建成的福建青斜拉桥中斜拉索的巨大索力斜向并集中地作用于州闽江大桥、颗珠山大桥、灌河特大桥。建设中的湛江斜拉桥主梁的锚固点，索梁锚固结构必须能顺畅地将海湾大桥也采用锚拉板式索梁锚固结构。青州闽江大索力可靠地传递给主梁。在其传力过程中，锚固点附桥、颗珠山大桥及灌河特大桥主梁为钢一混凝土结合近都会产生较大的应力集中。斜拉桥的斜拉索与钢主梁，梁体为纵横梁体系加混凝土桥面板。湛江海湾大梁的锚固区域受力集中、结构复杂，是控制设计的关键桥主梁为钢箱梁，是锚拉板式索梁结构在钢箱梁中的

3、部位。首次应用。钢箱梁由顶板、底板、腹板、横隔板、各种加国内外修建的许多大跨度钢斜拉桥都把索梁锚固劲肋组成，与钢一混凝土结合梁的纵横梁体系相比，索区作为设计分析的重点之一，主跨890m的日本多多力传递过程中，各板件参与共同受力，梁体各板件受力罗大桥在设计中除了对索梁锚固区进行理论分析之更复杂。国内学者曾对结合梁中锚拉板式索梁锚固结外，还进行了足尺模型试验，以检验结构的安全性和设构建立有限元模型进行理论分析，并对锚拉板式索梁计计算的可靠性；国内的南京长江二桥、广东磐石大锚固结构的设计提出一些建议。但相关文献中均未涉桥、安庆长江大桥、苏通长江大桥等均对索梁锚固区进及锚拉板式索梁锚固结构模型试

4、验的结果，并未对锚行了专门的试验研究(1：1或1：2的模型)。这些研拉板式索梁锚固结构进行模型试验分析。究成果都表明，索梁锚固区受力十分复杂，尽管现代计湛江海湾大桥主桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥，算理论与方法已经能够分析复杂的局部应力问题，但斜索在钢箱梁上的锚固采用锚拉板结构形式，如图1计算结果还是与试验结果存在一定的差异。对于大跨所示。锚拉板(N1)焊接于主梁外腹板之上的钢箱梁度斜拉桥这样的重要结构，通过模型试验与理论分析顶面加强板，分为上、中、下3部分。锚拉筒(N4)嵌于相结合的方法，研究斜拉桥索梁锚固区的索力传递机锚拉板上部的中间，两侧用焊缝相互连接，锚拉板下部理、应力分布是十分必要

5、的。直接焊在钢箱梁顶板上，中部除了要开孔安装锚具外，在现代钢箱梁斜拉桥中，斜拉索与钢主梁的锚固尚需连接上下两部分。为了补偿开孔部分对锚拉板截形式主要有散索鞍座加锚固梁、牛腿(支架)、锚管式、面的削弱，以及增强其横向刚度，在板的两侧焊接了加收稿日期：2006一O8—1O作者简介：段乃民，男，大学本科，高级工程师．86中外公路26卷劲板(N2、N3)并和桥面板焊接，保证了锚拉板横向倾湛江海湾大桥索梁锚固区静载试验中，为了实现索力角的准确。的施加，制作L形的加力架来模拟索塔，该加力架采用箱形钢结构构件，如图2所示。图1锚拉板式索梁锚固结构锚拉板式索梁锚固方式传力途径明确，构造简单，(8)锚固区

6、模型(b)L形加力架工地施工作业方便，但在焊缝连接处荷载应力和焊接图2静载试验模型残余应力集中程度都相对较大。鉴于理论分析和计算很难准确反映受力区域的真实应力分布情况，所以为2．2加载方案设计保证大桥施工及运营阶段的质量和安全，验证设计计根据设计方提供的资料，设计荷载为：最大设计索算理论，检验制造工艺，把握锚拉板及其附近应力分布力4900kN，横梁端竖向剪力1200kN，轴向力1000规律，积累设计、施工技术资料，同时也为今后科研积kN(轴向力视试验模型与整个箱梁横断面面积之比加累科学数据，对湛江海湾大桥主桥锚拉板索梁锚固结以折减)。通过计算得到试验时要加的基本荷载(工况构进行了静载足尺

7、模型试验研究。工)，另外还采用1．7倍设计索力(工况Ⅱ)进行加载以了解结构的安全储备。试验荷载如表1所示。2静载试验设计表1静载试验荷载kN2．1试验模型设计根据结构试验的基本原则和湛江海湾大桥索梁锚固结构的设计图纸，以及西南交通大学工程结构试验斜拉索的索力通过1台900t千斤顶借助L形加中心试验室的具体情况，由湛江海湾大桥有限公司、中力架通过张拉55束钢绞线直接加载，横梁竖向力通过铁大桥局勘察设计研究院和西南交通大学共同确定了门式