拉萨市纳金大桥桥塔节段足尺模型试验研究.pdf

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1、PRESTRESSTECHNOLOGY试验研完《巍左拉末》2013年第4期总第99期拉萨市纳金大桥桥塔节段足尺模型试验研究李文献徐栋肖军。孙远宋强覃巍巍(1柳州欧维姆建筑机械有限公司广西柳州5450052同济大学上海2000803江苏省规划设计院江苏南京210005)摘要：拉萨市纳金大桥主桥为跨径(70+117+117+70)m的三塔矮塔斜拉桥。为对该桥／J、半径(分丝管半径为2-5n1)大索力(斜拉索在索鞍段的最大径向均布荷载为2372kN／m)鞍座所在桥塔节段的性能进行研究，采用ANSYS建~．1／4桥塔节段有限元模型进行应力分析并制作该部分桥塔足尺模型进行试验，测试结构应力、斜拉索与索鞍

2、之间的摩阻力、锚固装置内的环氧砂浆对斜拉索的握裹力。研究结果表明：该桥桥塔采用小半径分丝管是安全可靠的，同时索鞍的摩擦阻力和抗滑力均满足使用要求。通过对有限元分析和试验的总结，提出严格控制转向鞍的加工及定位精度、保证混凝土浇注的密实性、主梁施工时保证两侧对称同步施工等建议。’‘关键词：矮塔斜拉桥鞍座分丝管模型试验有限元法1概述索体从塔上鞍座中连续穿过，两端锚固在梁体拉萨市纳金大桥是规划的“拉萨市第一大内，在塔上的间距为1．0m，在梁上的间距为5桥”，位于拉萨市的东郊，南起3l8国道(川藏in。斜拉索采用15．2环氧树脂涂层预应力钢绞线)，北至纳金路。该桥主桥为跨径线(单丝喷涂)，具有多层防护结

3、构。钢绞线力(70+117+117+70)In的三塔矮塔斜拉桥，桥面学性能符合《预应力混凝土用钢绞线》宽34m，主桥立面布置如图1所示。桥梁按城市主GB／T5224—2003标准，．厂nk=1860MPa。每根斜拉索干道I级进行设计，设计速度为60km／h，设计洪水对应1个鞍座，鞍座采用分丝管形式，考虑换索频率为1／300，设计汽车荷载标准为公路I级，桥的需要、克服运营阶段索的不平衡拉力，在位于梁抗震设防措施等级为91『2]【。塔两侧拉索出El处设置锚固装置，所有索鞍半径主梁箱梁主体结构采用C50混凝土。采用单均为2．5In。在拉索和梁段、塔端的连接处采用了箱五室断面，箱梁高度从跨中无索区2．

4、5m至距主全防水结构装置。施工时，斜拉索在梁内对称一墩中L,2m处按圆弧线变化为4．0m。主桥横向单次性张拉到位。塔，布置在中分带，索塔顺桥向采用变截面，塔由于桥梁因景观的需要，鞍座采用小半径形由两道圆弧相切形成，横桥向为2．5m等宽截(R=2．5in)分丝管，且拉索在索鞍段的径向均面。每个索塔共锚固7对拉索。斜拉索采用布荷载较大(最大径向均布荷载为2372kN／m，出OVM250AT矮塔斜拉桥拉索体系(OVM250AT一现在A7号斜拉索索鞍处)，这在国内尚属首次。43，OVM250AT一37两种型号)，按扇形布置，为对该桥小半径大索力鞍座所在桥塔节段的性能A1A2A3A4A5A6△7}—『7

5、0m【JI]ll117mlnn1l7mr】70lml8#18#1O#图1纳金大桥立面布置图试PRE验STR研ESST完ECHNOLOGY《预左技末》2013年第4期总第99期由图5、图6可知：截面。试验模型共布置钢筋应变计横向36个、竖(1)斜拉索索力为1．2倍设计张拉力时，两向60+，表面应变片竖、横向各20个，分丝管单种边界条件下分丝管所承受的VonMises应力均不向应变片60个。应力测试截面位置见图7。超过60MPa，因此作为钢材质的分丝管本身在使用过程中足够安全。(2)两种边界条件下，包围分丝管的混凝土最大拉应力均主要集中在混凝土与分丝管接触的尖角处，属于应力集中；靠近分丝管的上半部

6、分混凝土均产生较大拉应力，通过纵剖面竖向应力云图可知该处以竖向拉应力为主，大小为1．57～3．24MPa，该区域附近的局部混凝土可能会拉裂，实际中即与分丝管脱离；靠近分丝管下半部分混凝土均产生较小拉应力或者受压，拉应力以横向应力为主，大小为0．72~1．16MPa，压应力以竖向应力为主，大小为6．75～8．41MPa，均在c5O混凝土抗拉和抗压强度安全范围内。因此，分丝管4．1．2加载方案附近混凝土的受力情况均不会影响到结构安全。由于该桥斜拉索单根最大设计张拉力为(3)两种边界条件下，对于分丝管下方混凝593t，考虑试验设计安全系数，按照1．2倍设计张土，均为离分丝管越远则竖向压应力越小，横向

7、拉力即约710t进行加载。加载分5级(分别为压应力越大，但绝大部分压应力大小在0．16～3．24120t、175t、350t、593t、710t)，A、B两端同步MPa~L间，均在C50混凝土强度安全范围以内。进行，观察分析应变读数是否有突变和异常变(4)两种边界条件下结构各项应力基本相化，以了解内部混凝土裂缝何时出现，并仔细观同，因此，在实际模型试验中，为了方便施工，察拉索孔口及周边裂缝的出现及