钢锚梁索塔锚固区水平荷载分配关系.pdf

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1、第30卷第4期结构工程师V01．3O．No．42014年8月StructuralEngineersAug．2014钢锚梁索塔锚固区水平荷载分配关系贺国栋阮欣石雪飞徐亮(同济大学桥梁工程系，上海200092)摘要为了分析钢锚梁索塔锚固区混凝土塔壁的水平受力性能，首先必须明确索力作用下混凝土塔壁和钢锚梁分别具体承担了多少水平力。为此，研究了各种构造形式下钢锚梁锚固体系的水平荷载传递途径，表明锚固区的水平荷载分配与结构的构造形式和施．T-过程有关。利用变形协调原理，推导了固定连接方式的锚固体系在斜拉索水平分

2、力下钢锚梁与混凝土塔壁的荷载分配计算公式。研究了各种构造形式下钢锚梁锚固体系的水平荷载分配具体计算方法。通过有限元计算对简化计算公式进行验证，误差约为6．5％，表明简化公式具有较好的准确性。关键词斜拉桥，钢锚梁，索塔锚固区，荷载分配，变形协调HorizontalLoadDistributionintheSteelAnchorBeamAnchorageZoneofaBridgePylonHEGuodongRUANXinSHIXuefeiXULiang(DepartmentofBridgeEngineer

3、ing，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)AbstractInordertoanalyzethemechanicalbehaviorofconcretetowerwallinthesteelanchorbeamanchor—agezoneofabridgepylon，itisinterestedtounderstandthedistributionproportionbetweentheconcretetowerwallandthesteelanchorbea

4、mundercableforce．Thispaperstudiedtheloadtransferpathwaysanddistribu—tionrelationshipforthesteelanchorbeamanchoragesystemundervariousstructuralforms．Itwasfoundthatthattheloaddistributionwasassociatedwithstructuralformsandconstructionprocesses．Byusingthed

5、eform—ationcompatibilityprinciple，theloaddistributionformulaoffixedconnectionanchoragesystemunderthehori—zontalcomponentofcableforcewasderived．Theresultscalculatedbyusingthissimplifiedformulawerecom—paredwiththefiniteelementresult．whichindicatesthevalid

6、ityoftheformulawithaerrorofabout6．5％．Keywordscable—stayedbridge，steelanchorbeam，anchoragezone，loaddistribution，deformationcompati—bility斜拉索的竖向分力通过钢锚梁的垂直支撑板传递1引言至牛腿，再由牛腿凸块传递给塔柱；拉索的水平分力则大部分由钢锚固梁本身的偏心受拉来承担，斜拉桥索塔锚固方式一般分为三类：混凝土另外一部分由混凝土塔壁承担。齿块式、钢锚箱式、钢锚梁式。钢锚梁

7、索塔锚钢锚梁锚固结构在国内外斜拉桥建设中已固体系的一般构造形式如图1所示。有较多的应用，如加拿大的Annacis桥，国内的在钢锚梁锚固体系中，钢锚固横梁支承于空金塘大桥、荆岳大桥、灌河大桥等。表1统计了心塔柱内壁的牛腿凸块上，斜拉索穿过预埋在塔近年来钢锚梁锚固形式在斜拉桥建设中的应用壁中的钢管锚固在钢锚固梁两端的锚块上。情况。收稿日期：2013—08—03联系作者，Email：heguodong_mail@126．con·设计方法研究·结构工程师第30卷第4期表：÷：_1b昏k水平索力首先作用于钢锚梁

8、锚板上，钢锚梁本身ll受到水平拉力作用而伸长，同时由于钢锚梁与塔壁通过挡块或牛腿预埋件焊缝紧密结合，一部分水平力将传递至端塔壁，通过侧塔壁偏心受拉和端塔壁受弯来承担J。为明确锚固区混凝土塔壁的受力状态，必须索首先确定水平荷载在钢锚梁和塔壁中的分配关系。由钢锚梁锚固体系的构造特点可知，索塔锚固区的水平荷载分配与锚固结构的构造形式和施工方法有关。如前文所述，钢锚梁与牛腿的连接图1钢锚梁锚固结构示意图Layoutofsteelanchorbeamanchora