南平闽江大桥索梁锚固区受力分析和试验研究

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1、2013年12月第l2期城市道桥与防洪科技研究161南平闽江大桥索梁锚固区受力分析和试验研究黄宛昆(福州大学土木工程学院，福建福州350116)摘要：南平闽江大桥是一座采用半漂浮体系的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，跨径组成为(45+160+272+130)m。为了研究索梁锚固区的应力状况及其传递规律，进行了光弹模型试验和有限元分析。该文介绍了其试验与分析的内容。试验结果和有限元计算结果相吻合，验证了有限元计算模型的正确性和光弹性试验的可靠性。计算结果表明索梁锚固区域整体结构处于受压状况，结构内部应力分布均匀，验证了该桥索梁锚固区域结构的传力可靠性和构造合理性。关

2、键词：桥梁工程；索梁锚固区；局部应力；光弹试验中图分类号：u448．27文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)12—0161-05王少怀等Ⅲ利用ANSYS软件建立了粉房湾大0引言桥索梁锚固区实桥模型，分析了耳板式锚固区结南平闽江大桥(见图1)是一座采用半漂浮体构的应力及应力分布情况，结果表明，耳板式索梁系的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，跨径组成锚固区的设计满足结构承载能力的要求。满洪高为：(45+160+272+130m。大桥主墩及辅助墩顶均等[3]对苏通大桥锚箱式索梁锚固结构进行了足尺设置纵向大位移活动支座，荷载设计等级为城一A静载试验，并与有

3、限元计算结果进行了比较分析，级，设计行车速度为40km／h，双向4车道，地震按验证了计算方法的正确性，试验结果显示，在最大7度设防。大桥主桥总体布置如图2所示。设计索力8100kN作用下，腹板和锚箱上各点应力均未超过材料的容许应力，锚箱各构件连接可靠，索梁锚固区域的承载能力能达到设计要求。朱劲松等[41对杭州湾跨海大桥的耳板销铰式索梁锚固结构进行了缩尺模型试验，并对有限元结果进行了验证，研究表明杭州湾跨海大桥索梁锚固结构传力可靠、构造合理。这些斜拉桥索梁锚固区域应力分布的理论分析和模型试验研究，验证了索梁锚固区的计算准图1南平闽江大桥全景确和设计合理，并为桥梁设

4、计提供了指导性意见。但是，由于索梁固结区域应力集中且分布规律复杂，其受力性能除应用有限元分析外还需要进行合理的模型实验。应用光弹实验l5I蜘对索梁锚固区域进行整体模型实验，可以得到该区域的三维空间应力分布规律，并与有限元分析进行进行对比豳2闽江大桥总体布置图(单位：om)和验证，对于正确分析斜拉桥索梁锚固区应力分布状态和判定设计合理性及结构安全性可以起到南平闽江大桥斜拉索主梁端锚固在主梁斜腹重要作用。板的锯齿块上。由于斜拉桥索梁锚固区IlJ是一个局部应力大、传力途径复杂的构造，它要将从斜拉索1光弹试验传递来的巨大索力分散到主梁上。为了揭示索梁锚固区这一关键部位的

5、应力状况及其传递规律，1．1模型制作和加载条件有必要对其进行空间受力分析和模型试验研究，南平闽江大桥的光弹模型设计为三维整体一从而确保结构安全性【21。次性成形，以保证横梁结构及其锚块受力和传力的整体性。模型比例尺采用1／50，模型的最小厚度收稿日期：2013—09—27作者简介：黄宛昆(1982一)，男，安徽合肥人，硕士，助理实验为5mm。师，从事桥梁与结构工程试验研究工作。主梁研究节段的具体位置按内力不利原则进