高速铁路矮塔斜拉桥主梁局部受力行为分析
单索面宽幅矮塔斜拉桥拉索作用下主梁剪力滞效应分析
塔 斜 拉 桥 ， 梁 宽 度 达 到 ３ ． Ｉ考 虑 到 索 力 在 主 ８ ３Ｉ， Ｔ
主梁 中传递 的滞后性 和减轻宽 幅主梁施 工时剪力 滞效应 ， 该主梁 两侧 设 ５ １ 宽 后 浇段 ， 梁后 ． ５ｍ 箱 浇段滞后 ５个梁段 （ ２ 浇筑 ． 了明确 地 了 共 Ｏｍ） 为
收稿 ！ 期 ：Ｏ Ｏ Ｏ — ８ Ｅ ｌ ２ ｌ — ７２
方 案 ， 径 布 置 为 １ ８Ｉ＋ ３ ２ ０ｍ＋ １８ｍ ， 跨 ２ Ｉ × １ Ｔ ２ 桥 塔 高 ３ ． Ｉ主 梁 采 用 变 高 度 斜 腹 板 单 箱 三 室 宽 ０ ５Ｉ． Ｔ
桥 面中 的传递 角度也发 生变化 ． 文献Ｅ ］ 究分 析 ４研 不 同横 梁 间距 组合梁在 轴 向力作 用下桥 面混凝 土
解 索 力 在 主 梁 中 的 传 递 规 律 和 剪 力 滞 效 应 ， 文 本
以 西 江 特 大 桥 为 研 究 背 景 ， 此 进 行 了研 究 ． 对
进一步增 大 ， 宽跨 比和宽 高 比随之增 大 ， 剪力滞 效 应更 加明显 ｌ． ３ 在主梁拉 索锚 固部 位 ， ］ 是将 拉索 的
应 力 混 凝 土 斜 拉 桥 在 轴 向 力 作 用 下 混 凝 土 板 中 应
力 分布及传 递角度 ， 建议传 递角度 为 ２ ． 。 箱 梁 中 传 递 的 研
究 ， 在 建 的 西 江 特 大 桥 是 世 界 上 主 梁 最 宽 的 矮 而
中 图 法分 类 号 ： ４ ． ７ Ｕ４ ８ ２ Ｄ ： ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ — ８ ３ ２ １ ． ６ ０ ０ ＯＩ １ ． ９ ３ ｉｉｓ ． ０ ６ ２ ２ ． Ｏ ０ ０ ． ０
矮 塔 斜 拉 桥 起 源 于 日本 ， 有 塔 矮 、 刚 、 兼 梁 索 集 中 及 外 形 美 观 等 特 点 ＿ ， 年 来 在 国 内 外 城 市 １近 桥 梁 中 得 到迅 速 的 发 展 ． 这 种 结 构 来 说 ， 拉 索 对 斜
矮塔斜拉桥的拉索锚固区受力分析与设计
０ 引言
矮 塔 斜 拉 桥作 为 一 种新 兴 的桥 型结 构 ，国外 发展较快 ， 由于它优越 的结构性能 ， 良好 的经济指 标 ， 来 越 显 示 出 巨大 的发 展潜 力 。 国虽 起 步 稍 越 我 晚 ， 发 展 势 头迅 猛 ， 年来 各 地 兴 建 了数 十座 此 但 近 类桥 梁 。 矮 塔 斜 拉 桥 是 由 塔 柱 、 斜 拉 索 及 主 梁 等 部 分 组成 的组合 体 系 ，斜拉 索从 塔柱 锚 固处伸 出 通 过 主 梁 锚 座 悬 吊主 梁 ，以 增 大 主 梁 的 跨 越 能 力 。 其 可 靠 性 在 相 当 大 的 程 度 上 取 决 于 锚 座 处 的 可 靠 性 ，因 此 矮 塔 斜 拉 桥 主 梁 锚 座 处 应 力 分 布 的 局 部 分 析 在 设 计 中 很 重 要 ， 锚 座 处 为 垫 板 、 筒 、 凝 土 及 所 配 钢 筋 的 组 合 体 。 在 垫 板 导 混 上 承 受 着 由 高 强 拉 索 施 加 的 巨 大 压 力 。 由 于 这 特 点 ，在 锚 座 及 其 周 围 这 个 局 部 区 域 ，应 力 集 中 现 象 明 显 ， 应 力 迹 线 、 大 剪 应 力 迹 线 主 最 密 集 且 形 状 不 规 则 ， 时 混 凝 土 裂 纹 尖 端 处 应 同 力 场 也 相 当 复 杂 ， 些 就 是 局 部 设 计 的 难 点 所 这 在 。 本 文 以 通 州 玉 带 河 大 桥 为 例 ， 对 矮 塔 斜 针 拉 桥 的 主 梁 锚 座 处 进 行 了 受 力 分 析 ， 据 应 力 根 分 布 的 局 部 分 析 结 果 总 结 了 主 梁 上 拉 索 锚 固 区 的应 力 分 布 特 征 ， 给 出 了补 强 措 施 和 设 计 并
较差 ， 且厚度较 薄 ， 重交通下局部容 易松 散破坏 ，
矮塔斜拉桥索梁锚固区局部应力分析
１ 工程概 况
石棉县人 民路一岩 子村 大渡 河大桥 西北 岸 接川 藏公 路 （ 国道 Ｇ １ ０ ８线 ） ， 东 南岸 接 滨河路 及 人 民路 ， 主 桥孔 跨布 置 为５ ５ ｍ＋１ ２ ０ ｍ＋５ ５ ｍ， 预应 力混凝 土矮 塔斜拉 桥 。桥塔 布 置于桥面 中间 ， 采用变截面八边形 ， 截 面由塔底往塔 顶收拢 ，
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矮 塔 斜 拉 桥 索 梁 锚 固 区 局 部 应 力分 析
王朝伦 ， 阳晓静 ， 王 路 ， 曾子健
（ １ ． 四川西 南交 大 土木工 程设 计有 限公 司 ， 四川成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ； ２ ． 成都 市城 市建 设科 学研 究 院 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ； ３ ． 西 南交 通 大学土 木工 程学 院 ， 四川成 都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
［ ５ ］ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ — 制０ １ 建筑抗震设计规范 ［ ｓ ］ ［ ６ ］ Ｊ Ｇ Ｊ ３ —２ ｏ ｏ ２ ， Ｊ １ ８ ６ －２ ０ ０ ２ 高层建筑混凝土结构技术规程 ［ Ｓ ］
［ ７］ 唐兴荣 ．高层建筑转换 层结构设计 与施工 ［ Ｍ］ ．中 国建筑 工
巨大的索力 ， 且承压 面较小 ， 极 易 出现应 力集 中现象 和局 部
较大拉应力 ， 同时为改 善结 构受力 状况 ， 常布 置有一 定数 量
的预应力钢筋 ， 使得该 区域受 力情 况极 为 复杂 ， 为保 证结 构
安全可靠 ， 有 必要 对索梁锚 固区进行 局部应力 分析 。本 文 以 某矮塔斜拉桥为工程背景 ， 着重对索梁 锚 固区进 行空 间应 力 分析 ， 并探讨 了预应力 对结 构局部 受力 的影 响 ， 进 而得 出一 般性的结论 ， 可为设计提供参考 。
范例_01_施工阶段_矮塔斜拉桥详细分析
施工阶段–矮塔斜拉桥详细分析midas FEA Case Study Series1. 概要通过矮塔斜拉桥的实体单元模型分析，查看支座反力的横向分布情况、腹板的剪力及加劲梁沿纵向的轴力分布情况。
矮塔斜拉桥的受力特点为：所有的荷载均通过斜拉索传递到主塔上。
故主塔内部将出现应力集中现象，加劲梁的支座部分、斜拉索与加劲梁的连接部分均会出现应力集中现象。
根据上述受力特点，对结构进行实体单元详细分析，查看如下详细分析结果。
ㆍ支座反力的横向分布情况ㆍ腹板的剪应力分布情况ㆍ腹板以及顶板的轴力传递情况2. 桥梁信息2.1 桥梁几何信息(1) 本例题桥梁基本信息如下。
主梁类型：三跨连续PSC箱梁桥梁跨径：L = 85.0+155.0+ 85.0 = 325.0 m桥梁宽度： B = 23.900 m斜交角度：90˚(直桥)(2) 主梁截面为单箱三室截面，桥面宽度23.9m，主塔处以及边跨桥台处主梁横向布置四个支座（如下图所示）。
主塔处内侧两支座为固定支座，边跨桥台处内侧两支座为纵向滑动支座，其余均为双向滑动支座。
2.2 施工方法本例题桥梁的施工过程如下图所示，边跨两端采用FSM（满堂支架法）施工方法，其余主梁段采用FCM（悬臂法）施工方法。
本例题简化了详细的施工过程，仅对主梁合拢段的合拢前、后阶段进行建模分析。
3. 模型对建模部分进行简要说明。
3.1 分析模型(1) 本例题仅对主梁合拢前、后阶段的结构进行施工阶段分析。
共分为三个施工阶段，合拢前阶段、边跨合拢阶段、中跨跨中合拢阶段。
(2) 利用midas FEA程序中的几何建模功能以及自动网格划分功能建立模型。
为了减少整体结构的分析时间，只建立全桥1/4的模型。
混凝土部分采用四面体单元生成实体网格，斜拉索采用桁架单元，预应力钢束采用植入式钢筋模拟。
[桥梁横、纵断面图][施工过程][施工阶段]中跨跨中合拢阶段合拢前阶段边跨合拢阶段网格线显示透明显示虚拟移动显示 [ 生成网格](3) 预应力钢束考虑摩擦、锚具变形、徐变等预应力损失。
石家庄铁道学院优秀毕业论文 单斜塔斜拉桥主塔提升受力分析2
第1章绪论1.1课题研究的目的意义课题以天津市泰达天桥为研究对象，在了解斜拉桥基本知识和熟悉桥规、钢结构规范、起重机规范的基础上，进行提升塔架的构造设计，并采用有限元软件进行主塔钢结构提升塔架模型建立与计算，验算起重塔架的强度、刚度和稳定性；对提升整体系统及主塔进行强度与刚度校核，在对提升塔架进行受力分析时考虑自重(恒载)和风荷载，确保主塔提升过程安全可靠，并提出解决工程实际的建议，对即将来临的工作有积极的指导意义。
1.2国内外研究现状1.2.1斜拉桥的发展现状斜拉桥是一种桥面体系受压，支承体系受拉的桥梁，由主梁(桥面体系)、斜拉索(支承体系)和主塔三部分组成。
斜拉索相当于在桥跨内增加了若干弹性支点，大大减小了桥的弯矩，增大了桥梁的跨越能力；斜拉桥的结构行为表现为复杂的超静定结构和柔性的空间受力特性。
斜拉桥突出的直线感和柔细感，能显示出过去桥梁所没有的近代造型，现代斜拉桥具有造型美观、充分利用和发挥结构材料性能、结构刚度优于悬索桥和其他类型桥梁、有效和快速的施工、造价低、结构受力合理等突出特点，因此虽然它的发展较晚，但是发展十分迅速。
斜拉桥在世界范围内应用从20世纪70年代开始，90年代迅速发展，其跨径已经进入以前悬索桥使用的特大跨径范围。
由于当时缺乏高强度材料，拉索易松弛，对复杂的超静定结构缺乏计算手段等原因，建成不久因整个体系松弛，造成很大的变形和破坏，因此斜拉桥长期未能得到发展。
结构分析的进步、高强材料和施工方法以及防腐技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性的作用。
1956年，瑞士Stromsund桥开始了现代斜拉桥的先端，至今全世界约建成400余座，而我国已有斜拉桥190余座，约为全世界总数的1/3。
斜拉桥在我国的发展始于1975年四川省云阳县跨径76m的钢筋混凝土斜拉桥[1]。
我国斜拉桥取得的成就是巨大的，首先我国已成为世界上修建斜拉桥最多的国家，斜拉桥遍布全国；其次我国大跨径斜拉桥居于世界前列；我国斜拉桥以混凝土梁为主，这个发展方向是正确的；在结构方面，我国开发了一些新的斜拉结构桥型。
矮塔斜拉桥悬臂施工主梁应力分布情况
科 黑江 技信息 — 龙— — —
矮塔斜拉桥悬臂施工主 梁应力分布情况
韩 广 鹏 张 雪 松 冯 建 川
（、 １重庆交通 大学土木建筑学院， 重庆 ４ ０ ７ ２ 重庆市城市建设投资公 司， ０ ０４ 、 重庆 ４０ ７ ） ０ ０ ４
摘 要 ： 实际工程为背景 ， 以 建立主桥在施 工第一个有索区段后 的模型 ，由空 间应力分析的成果分析在主桥 悬臂施工时的应力分布情况， 探讨
有 限元 模 型 见 图 ３ 图 ４ 、 。
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图 １桥 型 总体 布 置 图
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块后侧出现压应力 ，在横隔梁后侧大部分 区域 受压 ， 在腹板附近倒角处 出现拉应力 。 在横 隔梁 前端 ， 大部分区域受拉 ， 只在锚块胖 出现小面积 的压 应 力 。 在荷载作用下 ，箱梁纵 向应力在悬臂板部 分分 布较为规律 ，锚块附近的压应力沿一定的 方向过渡至拉应力。而腹板 内侧 的顶板大面积 受压 ， 应力分布较为复杂。 ３２底板纵 向应力分布 ． 荷载作用下底板纵向应力， 见图 ｌ 。 中数 ０图 值拉 为“ ” ＋ 压为 “ ” 一。 由图 １ ０可知 ， 底板纵 向应力在底板大致呈 放射形分布 ， 在横隔梁与腹板交界位置 ， 出现较
由图 ７可 以看 出， 底板大部分受拉 。 腹板附 近的底板受压 ，压应力 向桥梁中心线方向逐步 过渡到拉应力 ， 在此过程 中， 拉应力呈不断增大 的趋势。 底板竖 向预应力位置 ， 受力极 为复杂 ， 两 在 排竖向预应力之间 的区域 ， 出现拉应力 ， 而在 预 应力钢束锚 固处 出现压应力 ， 且应力变化 幅度 较大。 在计算中同样注意到 ， 在底板与腹板交界 处同样 出现较为明显的剪力滞效应 。 ３ 荷载作用下主梁纵向应力分布 ３ 顶板纵 向应力分布 ． １ 荷载作用下顶板纵向应力。 见图 ８ 图 ９ 、 。图 中数值拉为“ ” 为“ ” ＋压 一。 从 总体上看 ，在拉索力 与预应力综合作用 下， 悬臂 板顶 面应力 ， 在锚块处 受压 ， 沿斜 ４ 。 ５ 方向逐步过渡至拉应力 ，在 整个过程 中拉应力 总体上呈逐步增大的趋势。腹板 内侧顶板大部 分区域受压 ， 应力分布较为复杂 。 由图 ８ ９可以看 出，悬臂板底部 同样在锚 、
铁路矮塔斜拉桥索塔锚固区局部应力分析
的设计荷栽作 用下， 其锚 固区混凝土应 力的大小及分布情 况， 验证 了索塔设计 的安 全性 ， 丰富 了矮塔斜 拉桥 索塔锚
固区的空间应力分析 ， 工程的设计 与施 工起 到了积极作 用． 对
关键词 ： 矮塔斜拉桥 ； 固区； 锚 局部应 力； 有限元分析
中图分类号 ： ４．７ Ｕ４ ８ ２ 文献标志码 ： Ａ
２ 模 型的建立
实桥所采用 的分丝管索鞍结构构造复杂， 其与 混凝土直接接触 ， 此类接触问题是一种高度非线性 问题． 为了解索塔结构的工作性能， 本文采用 Ａ ｓｓ ｎｙ 大 型软 件对 工程 实桥 的主 塔锚 固 区节段 进行 了有 限
元 分析 ， 主塔 中部 锚 固 区节 段 的 设 计 图 ， 图 ２所 如
桥和梁桥的协作体系［ ． 桥塔锚固区是矮塔斜拉桥 引 的一个关键传力部位 ， 有着独特的构造与设计要求 及 受力特 性Ｌ 研究索 鞍下 局部 混凝 土 的应 力 分 布 ３］ ＿． 规律 ， 对桥塔设计与施工有重要的意义 ， 特别是在铁 路矮塔斜拉桥索鞍局部应力分析方面．
分层式鞍座采用的是蜂窝状分丝管新型索鞍 ， 分丝 管的弯曲半径为 ３ｍ ．
矮塔 斜拉桥 是 一 种 较 为新 型 的桥 梁 结 构形 式 ，
图 １ 示． 所 桥梁 结 构 采用 三 塔 双 索 面 预 应 力 混凝 土 矮 塔斜 拉桥 ， 中塔 采用 墩塔 梁 固结形 式． 塔设 置 的 索
力学 行为 介于梁 桥 和 传 统斜 拉 桥 之 间 ， 一 种 斜 拉 是
第 ３卷 第３ １ 期 ２１ ０ ２年 ６月
兰
州 交
通
大
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学
报
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＩ ｚｏ ｉ ｔｎ ｉ ｒｉ ｏ ｒａ ｏ ｈ ｕｊａ ｏ ｇＵｎｖ ｓ ｙ ｍｎ ｏ ｅ ｔ
矮塔斜拉桥塔-梁-墩固结局部分析
钢材 的导 热系 数要 比其 他 材料 大 很 多 ， 除 正 常铺
装 层 自身温 度变 化 的影 响外 ， 钢箱 梁 桥跨 结 构 的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ ０ ６ — １ ２
Ｅ ３ ］ 王新敏． ＡＮ Ｓ ＹＳ工 程 结构 数值 分 析 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人 民
交 通 出版 社 ， ２ ０ ０ ７ ． ［ ４ ］ 王军文 ， 宋晓 东 ， 张文学 ， 等． 石 板 坡 大 桥 墩 梁 固 结
（ １ ） ： ３ ０ — ３ ２ ．
［ ５ ］ 曹忠强． 异 型矮 塔 斜 拉 桥 塔 墩 梁 固 结 部 位 应 力 分 析 ［ Ｊ ］ ． 交通科技 ， ２ ０ １ ０ （ ３ ） ： １ ３ — １ ７ ．
中小 跨 径 钢 箱梁 桥 面铺 装设 计 实 践
周 翔 梁 斌
（ 杭 州 市交 通 规 划 设 计 研 究 院 杭 州 ３ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘
要
结 合 杭 州 市 德 胜 快 速 路跨 文 汇 路 立 交 桥 钢 箱 梁 工 程 ， 针对 中小跨径 钢箱梁 的工程特点 ，
Ｚｈ ａｎ ｇ Ｓｈ ｕｑ ｉ ｎｇ
（ Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ＆ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃｏ ．， Ｌｔ ｄ ．，Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ８ ８，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
总第 ２ ７ ２ 期 ２ ０ １ ５年 第 ５期
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ８ Ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
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高速铁路矮塔斜拉桥主梁局部受力行为分析高速铁路矮塔斜拉桥主梁局部受力行为分析高速铁路矮塔斜拉桥主梁局部受力行为分析季伟强(铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处，天津300142) 摘要：新建商丘至合肥至杭州铁路工程颍上特大桥在主梁斜拉索锚固区采用相比于隔板更为轻巧的横梁结构。
针对这种新颖结构，为更好地了解其受力特性、优化构造细节，建立中支点至中跨跨中间的1/4主梁模型。
模型考察主梁横梁局部应力，得到增设倒角可降低此处横向拉应力的结论。
同时还关注腹板剪力分配，得到在无索区段中腹板承担较大剪力，有索区段相反的结论。
最后通过索力作用下桥面板纵向应力分布模式，显示出索力在桥面板的传力路径，为结构局部优化、横向分析及结构配筋提供依据。
关键词：铁路桥；矮塔斜拉桥；局部应力分析；剪力分配；索力传力路径；高速铁路1 概述矮塔斜拉桥(Low-tower cable-stayed bridge)也称部分斜拉桥(Partially cable-stayed bridge)，凭借其刚度大、施工方便、经济性好的特点在高铁桥梁建设中得到了越来越广泛的应用[1-2]。
桥梁的破坏表现为整体破坏和局部破坏[3-4]，常用的整体杆系模型或者“鱼骨”形模型难以准确反映矮塔斜拉桥主梁细部构造(如变截面问题、畸变、横隔板的作用等)传力趋势[5]，针对主要矛盾建立局部实体模型分析是解决这一问题的常见办法[6-8]。
本文针对新建商丘至合肥至杭州铁路工程颍上特大桥(94.2+220+94.2) m双线无砟预应力混凝土矮塔斜拉桥主梁，考虑截面倒角及进人洞等细部构造，建立了三维几何模型，并通过全桥杆系模型提取边界条件，经对比验证后施加。
对主梁索下横梁受力情况、腹板剪力分配和竖向变形以及索力在主梁传力路径进行了分析。
2 工程概况本设计为新建商丘至合肥至杭州铁路工程，用于颍上县城郊区跨越颖河，跨越处河道弯曲，宽约370 m，其中主槽宽度约220 m。
主桥为双线无砟轨道(94.2+220+94.2) m预应力混凝土矮塔斜拉桥，采用纵向“A”型桥塔，每个塔上布置2排支座，纵向间距11.7 m。
塔全高66.5 m，桥面以上35.0 m，桥面以上塔高与主跨比为1/6.29。
每个桥塔对称设8对250AT-55环氧喷涂钢绞线斜拉索，塔上索距1.5 m，梁上索距8.0 m，中间无索区长46.2 m，斜拉索在梁上张拉，塔上采用分丝管鞍座，主附荷载作用下，索力最大值为7 200 kN。
主梁采用直腹板单箱双室混凝土箱梁，梁高6.5～11.5 m，中支点梁高与主跨比为1/19.13，跨中梁高与中支点梁高比为1/1.77。
边支点等高段长7 m，中支点等高段长16 m，跨中等高段长44 m，变高段长80 m，按照二次抛物线变化。
箱梁顶宽14.1 m，底宽11.6 m，为方便梁体自由变形，中支点14.114 m范围切除悬臂。
桥梁立面及断面分别如图1、图2所示。
本桥在主梁斜拉索锚固采用了相比于隔板更为轻巧的横梁结构，如图3所示，隔板底面与斜拉索锚块底面平齐，距顶板1.9 m，厚0.8 m。
图1 桥梁立面(单位：cm) 图2 桥梁断面(单位：cm) 图3 拉索横梁断面(单位：cm) 3 模型简介3.1 局部模型实体模型计算采用了通用有限元软件Ansys 12.0，并借助了Auto Cad 2013强大的几何建模能力辅助建模。
Auto Cad 2013建立的几何模型和Ansys 12.0处理后的有限元模型如图4、图5所示。
图4 几何模型图5 有限元模型仅建立某一节段的模型很难模拟节段两侧主梁对其变形的约束，因此本文模型模拟了中支点截面至中跨跨中截面间的1/4主梁梁段。
建模范围如图1所示，并对重点考察部位网格进行局部细化。
主梁采用实体单元SOLID45，预应力筋采用LINK8单元[9]。
细化区域网格尺寸为0.3 m，其余部位网格尺寸为0.6 m。
细化区域包括B1、B5、B8斜拉索下梁段(见图1)，中跨跨中部分无索区梁段，近主塔处部分无索区梁段。
梁段模型如图4、图5所示(模型坐标系，X：纵桥向，Y：横桥向，Z：竖向)。
3.2 荷载模型采用面荷载的方式按照实际作用位置施加了二期恒载和活载，模型考虑自重及横向预应力束的作用，有效预应力根据本桥横向框架模型中横向预应力筋的永存应力施加。
斜拉索索力根据全桥杆系模型(本文采用MDIAS模型)，在自重、静活载、二期及预加索力作用下的斜拉索力值，索力等效为面力施加于锚垫板上[10]。
3.3 边界约束(表1) 表1 边界约束位置XYZRXRYRZ桥塔处支点截面011101中跨跨中截面100111 说明：X，Y，Z表示3个方向平动自由度；RX，RY，RZ表示3个方向转动自由度，1表示有约束；0表示不约束。
在节段模型的截断处，还存在着两侧梁段对节段模型的作用，其作用除了通过边界约束体现外，还包含边界内力，具体的边界内力数值通过MIDAS全桥模型读取。
3.4 边界条件验证为了验证边界条件的正确性，利用MIDAS模型建立与实体模型相同梁段和边界条件的节段模型[11]。
节段模型与整体模型部分内力结果对比如图6、图7所示，坐标系方向同Ansys模型。
可以看出，节段模型与整体模型内力MY与FZ相差很小，可认为节段模型所采用的边界条件与边界力无误。
图6 节段模型与整体模型My对比图7 节段模型与整体模型Fz对比主梁结构的轻薄化是矮塔斜拉桥的发展趋势[12]，因此本桥在主梁斜拉索锚固采用了相比于隔板更为轻巧的横梁结构，但横梁结构的整体刚度要弱于隔板，因此需要进行实体模型局部应力分析。
横梁和腹板连接处按照有、无倒角分为两个方案，有倒角方案倒角尺寸为30 cm(顺桥向)×60 cm(横桥向)×40 cm(竖向)，局部应力计算结果如图8～图11所示(模型拉应力为正，压应力为负)。
斜拉索处横梁与中腹板连接处，在远离主塔的一侧出现较大的横向拉应力。
这是由于横梁横向刚度要小于隔板结构，在索力作用下，横梁出现较大拉应力。
图8 B8斜拉索处横梁横向应力(无倒角) 图9 B5斜拉索处横梁横向应力(无倒角) 图10 B8斜拉索处横梁横向应力(有倒角) 图11 B5斜拉索处横梁横向应力(有倒角) 两个方案横梁横向应力峰值见表2，斜拉索呈现出“弓”与“弦”的状态，造成横梁远离主塔侧出现拉应力。
无倒角方案横向拉应力值略大于C55混凝土轴心抗拉极限强度[13]，采用有倒角方案后，横梁横向拉应力值有所改善，峰值降为2.95 MPa，应力峰值并未超限，且应力集中区域较小，其他区域应力水平较低，可认为结构安全。
对比表2中的计算结果可以看出倒角对于主梁横梁在索力作用下出现的横向拉应力有一定的改善。
表2 横梁横向拉应力方案B8斜拉索处横梁B5斜拉索处横梁无倒角/MPa3.363.34有倒角/MPa2.382.95优化比例/%2910 4 腹板剪应力分配比及竖向位移统计重点关注截面节点竖向剪应力(Sxz)和竖向位移(Uz)的平均值列于表3，由于3片腹板的截面积相同，因此平均应力的比值就代表了3片腹板承担剪应力的比值。
由表3可以看出，在跨中和近主塔无索区段，中腹板承担了较大的剪应力，为边腹板剪应力的1.15～1.24倍。
在有索区段，B1斜拉索区段由于受到近主塔无索区梁段的影响，中腹板还是承担了较大的剪应力，中腹板剪应力为边腹板的1.06～1.19倍。
在B5、B8斜拉索区段，由于斜拉索的作用，边腹板承担了较大的剪应力，边腹板剪应力为中腹板的1.08～1.17倍，有横梁的区域剪应力分配较为均匀。
表3 剪应力分配比位置腹板剪应力/MPa剪应力分配比腹板竖向位移/mm边腹板中腹板中腹板/边腹板边腹板/中腹板边腹板中腹板差值B08斜拉索B05斜拉索B01斜拉索无横梁区2.171.930.891.12262.9263.10.2有横梁区2.071.910.931.08254.5254.80.3无横梁区2.742.340.861.17180.2180.70.5有横梁区2.622.320.881.13168.41690.6无横梁区1.861.981.060.9464.765.20.5有横梁区1.621.931.190.8455.956.30.4跨中梁段1.041.201.150.87284.92850.1近主塔梁段1.281.591.240.813.033.050.02 5 索力作用下纵向应力传递分析本节选取B1、B5斜拉索锚块附近主梁顶板，研究索力作用下的纵桥向应力扩散情况，其中B5应力云图代表主梁有索区的纵桥向应力传递模式，B1应力云图代表主梁有索区和近主塔无索区纵桥向应力传递模式，由于模型仅考虑索力作用下纵向应力传递，没有考虑纵向预应力束的作用，所以在B1斜拉索锚块附近顶底板均呈现受拉状态。
由图12、图13可知，索力作用下主梁纵向应力的传力路径，在斜拉索锚固截面，索力纵桥向分力通过锚块传递给桥面板，桥面板两侧承担较大的纵向压应力。
索力纵向分力经过一段梁段的传递后，呈现桥面板中部承担较大的纵向压应力的状态。
由图14、图15可知，索力纵向分力在约0.5倍顶板宽度传递后，最终在无索区趋向于全桥面近似均匀分布[14，15]。
图12 B5斜拉索处顶板纵向应力(-1～-2 MPa) 图13 B5斜拉索处顶板纵向应力(0～-2 MPa) 图14 B1斜拉索处顶板纵向应力(5～6 MPa) 图15 B1斜拉索处顶板纵向应力(6～8 MPa) 由以上分析可以看出，由于正应力分布不均，主梁同一截面处顶板最大正应力和平均正应力的差值不超过2 MPa。
纵向计算结果表明，最大正应力为17.5 MPa，出现在中墩附近顶板，考虑到正应力分布不均匀性后，仍满足规范要求，可认为结构安全。
6 结论本文结合新建商丘至合肥至杭州铁路工程颍上特大桥主梁斜拉索锚固采用了相比于隔板更为轻巧的横梁结构，进行了局部应力分析计算。
重点考察了主梁横梁局部应力、腹板剪力分配以及索力在主梁顶板传力路径，计算结果得出如下结论。
(1)主梁横梁与腹板连接处，在远离主塔一侧易出现较大横向拉应力，增设倒角可在一定程度上降低横向拉应力。
(2)跨中无索区段和近主塔区段，中腹板承担较大的竖向剪应力。
其余有索区段，在斜拉索的作用下，边腹板承担了较大的竖向剪应力。
(3)在斜拉索锚固截面，桥面板两侧承担较大纵向应力，随着索力沿桥面传递，截面中部范围承担较大的纵向应力。
在无索区，纵向应力趋于均匀分布。
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