大跨径斜拉桥索塔锚固方式介绍

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1、54桥梁结构城市道桥与防洪2013年2月第2期大跨径斜拉桥索塔锚固方式介绍熊军(天津市市政工程设计研究院，天津市300051)摘要：索塔锚固区是斜拉桥的关键部位，将拉索的集中力安全平稳地传递到塔柱中。该区域受力状态复杂，是斜拉桥设计施工中的重点和难点。目前常用的索塔锚固方式有环向预应力、钢锚梁和钢锚箱三大类，对三类锚固方式作了详细的介绍，比较分析了各自的优缺点，为相关工程提供参考。关键词：索塔锚固；环向预应力；钢锚梁；钢锚箱中图分类号：u443．38文献标识码：A文章编号：lOO9—7716(2013)02—0054—03O前言现代斜拉桥工程发展迅速，跨径不断增大，同时斜拉索的设计吨位也不断提

2、高，已达“千吨”级的水平。斜拉桥索塔是以受压为主的压弯构件，索塔锚固区通常设计为混凝土空心薄壁结构，能充]分发挥混凝土材料抗压强度高的特点强大的斜拉索力通过锚固区安全、均匀地传递到塔柱中，由于索力较大，锚固点相对集中，该区域受力状态十分复杂，是控制设计的关键部位。众所周知，混凝土的抗拉性能较差，斜拉索的水平分力作用在混凝土塔柱内壁时会产生很大的局部弯矩和剪力，甚至会在塔柱的各个面上产生竖向裂缝，严重损伤斜拉桥的安全度和耐久性。近年来，实际工程中应用较多且行之有效的索塔锚固方式有环向预应力、钢锚梁和钢锚箱三大类。本文将对三类锚固方式的构造形式工作机理和优圈1环同预应力缺点进行详细介绍，为大跨径斜

3、拉桥的设计工作预应力高强钢筋。但塔柱尺寸较小，预应力束的长提供借鉴和参考。度较短，由回缩和锚具变形引起的预应力损失很1环向预应力大，因而预应力筋用量较多。通常情况下该区域拉}索导管布置较密，使得构造钢筋配置较多，客观上环向预应力锚固方式已在南京长江二桥、润增加了施工难度。扬长江公路大桥和军山长江大桥等多座大跨径斜近年来，塑料波纹管和真空压浆技术得到了拉桥中得到应用，本锚固方式中斜拉索直接锚固很大的发展，给大吨位小半径u形预应力束的应在空心塔壁上，在强大的水平分力作用下，索塔侧用提供了有利条件。与“井”形直线预应力束相比，壁将产生很大的拉应力，锚固面上会有弯曲应力，“u”形环向预应力较为经济合理

4、，因为它长度较受力状态十分复杂。为保证塔柱的承载能力和抗长，锚下回缩损失相对较小，不仅可大大减少预应裂安全性，需要在锚固区设置环向平面预应力以力筋的用量，提高材料利用率，同时可减少张拉和平衡塔壁上的拉应力。索塔锚固区环向预应力可灌浆等高空作业的工作量，因此近年来得到了较按井字形或环形布置，其中井字形布置一般采用为广泛的应用。据相关研究，U型索开口在截面长预应力高强钢筋，环形布置则采用预应力钢绞线，边方向比开口在短边方向的预应力效果高8％～构造形式见图l。l4％【”，所以实际工程中多选择U型索锚固在截面早期的环向预应力多采用井字形布置，使用长边方向。当然，“u”形环向预应力也有其自身的收稿日期：

5、2012-09-06缺点，由于弯道和钢铰线之间的相互嵌挤等因素，作者简介：熊军(1982一)，男，江苏人，工程师，硕士，从事路桥设计工作。每束钢铰线中的单根钢铰线伸长量和受力并不均56桥梁结构城市道桥与防洪2013年2月第2期护难度也小，因而比较经济。钢锚梁的主要缺点是度及裂缝宽度，或施加预应力限制开裂。外露式钢对塔柱内部空间有一定要求，安装和换索都不方锚箱中，焊接在锚箱侧板上的剪力钉既要传递索便，并且一般不用于空间索面斜拉桥。塔和钢锚箱之间沿索塔高度方向的剪力，还要传递索塔和钢锚箱之间沿顺桥向的剪力。为保证外3钢锚箱露式钢锚箱侧板和混凝土塔壁的抗剪效果及抵抗钢锚箱是一种新型索塔锚固结构，最早

6、应用索塔的拉应力，还必须在塔壁施加预应力。预应力于法国的诺曼底大桥。由于具有受力方式明确、锚成为结构成立不可缺少的主要因素，而且预应力固点定位准确、施工方便等优点，目前已在大跨度度要求比较高[3】。斜拉桥中广泛使用，苏通大桥、昂船洲大桥和杭州锚固区的承载力通常是足够的，即使混凝土湾跨海大桥等均采用这种索塔锚固方式。钢锚箱塔柱不参与受力，钢锚箱自身也可以承受斜拉索有内置式和外露式两种，见图4、图5。的全部水平分力。但无论是内置式或外露式的钢锚箱，由于塔壁分担了不小的水平力，混凝土应力较大，很容易开裂，会影响到结构的耐久性，需要采取一定的措施进行改善。钢锚箱采用工厂化制造，质量有保证，容易控制锚固

7、点的位置和角度，施工方便，受力较为可靠。此外，还有易于检测维护、便于换索等优点，具有广泛的应用前景。但也有用钢量大、成本高、对图4内置式钢锚箱吊装能力和安装精度要求较高的缺点，并且锚固区混凝土易开裂，应用于海洋环境等对结构耐久_’1．0．‘-：_?＼f0：性要求高的地区时有一定的局限性。‘．．。．Jl矗目4结语环向预应力、钢锚梁和钢锚箱三种锚固方式退j¨的构造形式和工作机理各不相同，都有其明显的、