斜拉桥索塔与索梁锚固区局部应力分析
大跨度钢桁梁斜拉桥索塔锚固区局部应力分析
工 况下 的应 力状况 ， 并 得 出一 些 结论 。
２工程 概 况
公安长江大桥 主桥采用 （ ９ ８ ＋ １ ８ ２ ＋ ５ １ ８ ＋ １ ８ ２ ＋ ９ ８ ） ｍ
受 到重视 。其 中索 塔锚 固区所 能 承受 的索力 大 小 将直 接影 响斜 拉桥 的跨径 ，随着 索力 的越来 越大 ， 索塔 混 凝土 锚 固 区 内往往 布 置非 常 复杂 的预 应 力 钢筋 来 抵抗 巨大 的斜 拉索 水平 分 力 。索 塔锚 固区
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Ｓｙ ｚ ０－ ３ ６ 一 ｏ． ０ ４
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Ｓｘｚ ０． ６ ３ — ０． ０２
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索塔 锚 固区局部 受力十 分复 杂 ， 本文 借助 公安长 江 大桥 索塔锚 固区这 一应 力复杂 区域来进 行精确 的
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大跨 度 钢 桁 梁斜 拉桥 索塔 锚 固 区局 部 应 力 分 析
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Hale Waihona Puke 管方 向逐 渐衰 减 。
斜 拉索 锚 下 区域 及 预应 力 粗钢 筋 锚 固点均 为 应 力 集 中区域 ， 可依据 相 关规 范局 部承压 强度 要求 增 加 螺旋 加强钢 筋进 行 改善 。
斜拉桥主塔拉索锚固区锚下局部受力分析的开题报告
斜拉桥主塔拉索锚固区锚下局部受力分析的开题报告一、研究背景及意义斜拉桥是一种跨越河流或峡谷等水域的大型桥梁，具有结构轻巧、风阻小、视觉效果好等优点，因此得到了广泛的应用。
斜拉桥的主塔是支撑索塔的重要承重构件，主要受到索力和自重荷载的作用。
为保证斜拉桥的安全性能和使用寿命，必须对主塔拉索锚固区锚下局部受力进行深入研究，从而为斜拉桥的设计和施工提供科学依据。
二、研究内容及方法本研究的主要内容是对斜拉桥主塔拉索锚固区锚下局部受力进行分析，从而揭示其受力机理。
首先，通过对斜拉桥的工作原理和结构特点进行分析，确定拉索锚固区锚下的主要受力形式为拉力、剪力和弯矩。
然后，采用有限元方法建立主塔锚固区的数值模型，模拟拉索受力过程，计算出锚下局部受力分布和变形情况。
最后，通过对模拟结果的分析，评估不同受力形式对斜拉桥主塔的影响，并提出相应的力学措施，优化主塔结构设计和施工方案。
三、研究预期结果本研究的预期结果是，深入揭示斜拉桥主塔拉索锚固区锚下局部受力的受力机理和行为规律，明确不同受力形式对主塔结构的影响程度和作用方式，为斜拉桥设计和施工提供理论依据和实践指导，同时提高主塔结构的安全性能和经济效益。
四、工作计划及进度安排本研究的工作计划包括：调研文献和案例，了解斜拉桥结构的特点和受力机理，建立数值模型，进行计算分析，根据计算结果确定受力特点和相应的力学措施，并撰写论文。
预计完成时间为12个月，具体进度安排如下：第1-2个月：调查和分析论文所需的文献和案例资料，确定研究方向和方法。
第3-4个月：建立斜拉桥主塔锚固区的有限元模型，包括斜拉索、主梁、主塔等主要构件。
第5-6个月：进行受力仿真计算，得出不同受力形式下主塔锚固区的受力分布和变形情况。
第7-8个月：根据计算结果分析不同受力形式对主塔结构的影响程度和作用方式，提出相应的力学措施。
第9-10个月：改进主塔结构设计和施工方案，提高主塔结构的安全性能和经济效益。
第11-12个月：撰写论文，总结研究成果和经验教训，发布学术论文和技术报告。
矮塔斜拉桥索梁锚固局部有限元静力分析
矮塔斜拉桥索梁锚固局部有限元静力分析摘要：因其自身优越的结构性能，矮塔斜拉桥的地位越来越突出，对交通和经济的发展有重大的意义。
以某一矮塔斜拉桥为背景，对索梁锚固在索力作用下进行局部有限元静力分析，分析索梁锚固的应力分布和位移大小。
通过分析得到以下结论：（1）为使用有限元建模进行矮塔斜拉桥索梁锚固应力分析提供了一种方法；（2）索梁锚固的锚块存在应力集中现象，设计时应注意此处结构的加强。
关键词：应力分布；有限元；矮塔斜拉桥；索梁锚固0前言矮塔斜拉桥是近几十年发展起来的一种新型桥梁结构形式，也是一种受力以梁为主，索为辅的桥梁结构。
矮塔斜拉桥是斜拉索与桥梁体共同协作，介于连续桥与斜拉桥之间的一种新型桥梁，受力特点与这两种桥既联系又区别。
在矮塔斜拉桥中，索梁锚固在长期巨大荷载的作用下，容易出现应力集中现象，且结构中布置有一定数量的预应力钢筋，使得该部位有着非常复杂的受力情况。
因此，受力性能是否可靠，关系着整座大桥是否安全。
对其进行静力分析，显得尤为重要。
1有限元建模采用ANSYS实体单元SOLID45、3D杆单元LINK8和弹性壳单元SHELL63相结合的方法进行索梁锚固的精细建模。
在实体单元与杆单元连接处采用耦合处理，边界条件为实际的桥梁结构的边界条件。
实体单元SOLID45定义混凝土的材料属性，3D杆单元LINK8和弹性壳单元SHELL63定义钢材的材料属性。
索梁锚固的有限元模型如图1所示。
图1 有限元模型矮塔斜拉桥索梁锚固布置有预应力钢筋，预应力钢筋采用3D杆单元LINK8进行建模，实体单元与杆单元连接用创建刚性域的方法进行耦合处理，如图2所示。
图2 实体单元与杆单元连接处进行耦合2静力求解分析有限元计算模型边界条件为实际的桥梁结构的边界条件，施加载荷时综合考虑自重、索力和预应力。
将索力均布加在钢垫板区域，既钢板面积减去索道圆孔面积，索力方向与拉索方向相同，最后进行求解处理。
图3~5为索梁锚固应力计算结果（图中应力拉为正，压为负，单位为Pa）。
斜拉索主塔锚固区局部应力分析
斜拉索主塔锚固区局部应力分析摘要：斜拉桥索塔锚固区域结构复杂、受力集中，是控制设计的关键部位。
了解锚固区域在斜拉索作用下的应力分布情况十分重要。
对某斜拉桥索塔锚固区建立有限元模型，并对其在环向预应力作用下和成桥状态下应力进行计算分析，得出索塔锚固区应力状态并提出一些建议。
关键词：斜拉桥索塔锚固区局部应力分析1 项目概况主桥采用独塔双柱双跨双索面预应力混凝土斜拉桥，墩塔梁固结体系，跨径组合为2×110m，桥面标准宽度为23.2m（拉索区为23.6m）。
采用双边主梁截面，边主梁采用箱形断面，边主梁最低点高2.6m。
主塔墩总高为66.7m（塔座以上）。
上塔柱为2根一字型，主梁以上塔高51.6m，箱型断面，下塔柱采用倒梯形结构形式。
图1计算区域示意图图21/4塔柱σ1应力云图图3S17拉索锚块上缘截面σy应力云图2模型建立2.1 节段选取主塔在锚固段沿高度方向共有斜拉索17对，锚固段塔高约30米，全塔高度在梁上部分为51.6米。
由于索力分布为上大下小，且与水平面夹角度数分布为上小下大，这样造成斜拉索对塔的水平作用分力分布规律为上大下小，考虑到仅选取部分节段能够满足计算精度要求，因此选取主塔塔顶段索力最大五对索范围（斜拉索编号为S13～S17和S13’～S17’，高度方向共10m段）建立有限元模型。
笔者采用大型通用有限元软件ANSYS对索塔节段建立模型，分析了其在张拉预应力工况、运营阶段最不利工况下的应力分布情况，并得出了一些有益的结论。
2.2 相关参数选取建模过程中采用solid45单元来模拟混凝土，link8单元模拟预应力钢束，shell181单元模拟垫板和索孔套管，模型节点总数为58239个，单元总数为292168个，采用降温模拟环形预应力，等效面荷载模拟拉索荷载。
在模型中没有考虑普通钢筋的影响，且认为结构处于线弹性状态。
混凝土的弹性模量、泊松比以及容重根据设计值分别取3.55×104 MPa，0.2和25 kN/m3。
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 。
斜拉桥钢塔拉索锚点构造及分析计算
斜拉桥钢塔拉索锚点构造及分析计算摘要：以开原市滨水新城6号桥斜拉桥钢塔拉索锚点为例，分析窄塔拉索锚点的实用构造及计算方法，保证结构受力安全合理。
关键词：拉索锚点窄塔1、情况简介桥梁结构形式为独塔单索面斜拉桥，索距4m。
标准桥面宽度为30m，双向4车道，断面布置为：4m（人行道）+1.5m（绿化带）+8m（车行道）+3m（分隔带）+8m（车行道）+1.5m（绿化带）+4m（人行道）=30m。
主塔塔高50m，塔截面尺寸为2.5mx1.5m，属于窄塔，塔内空间受限，索力较大，构造较难处理，计算复杂。
2、设计与计算2.1、要点本桥本部分针对6号桥索力最大的三对索的主塔锚固区进行局部分析，对应索号为H4、H5、H6。
局部分析位置如图：图钢塔横断面示意图图拉索主塔锚块平面示意图2.2、计算内力根据总体模型提取局部分析内力结果。
表节点荷载数据表表索力荷载组合数据表2.3、工况一计算结果分析标准值组合下计算结构如下：图工况1 H5主塔锚块等效应力从上图可以看出，主塔各板应力主要在40-70Mpa之间，横隔板处出现最小应力，在20Mpa以内，最大等效应力出现在锚垫板相接处，锚块与纵隔板相接及其下方，最大应力在100-130Mpa，以上应力均满足规范要求。
2.3、工况二计算结果分析图工况2 H5主塔锚块等效应力从上图可以看出，主塔各板应力主要在30-70Mpa之间；横隔板及锚块各肋板处出现最小应力，在30Mpa以内；最大等效应力出现在锚垫板相接处，锚块与纵隔板相接及其下方，最大应力在100-120Mpa，以上应力均满足规范要求。
4、结语该桥的桥塔尺寸较小，索力较大，为了合理设计，保证结构受力安全及施工便利，充分利用钢结构的特点，采用双腹板设计分析，为类似结构的计算分析提供了一定参考。
参考文献［1］张树仁．《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》．北京：人民交通出版社，2004［2］中交公路规划设计院．《公路桥涵设计通用规范》．北京：人民交通出版社，2004［3］中交公路规划设计院．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》．北京：人民交通出版社，2004［4］《滨水新城跨大清河大桥工程》林同棪国际工程咨询（中国）有限公司2013［5］吴冲．《现代钢桥》．北京：人民交通出版社，2006。
斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用
云南大学学报(自然科学版),2009,31(S2):534～540CN53-1045/N I SSN0258-7971 Journa l of Y unnan Un i versity斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用3王 旭,陶蜀昆,冉志红(云南大学城市建设与管理学院,云南昆明 650091)摘要:大跨度斜拉桥索塔大多数采用混凝土塔,为抵抗索力水平分力产生的局部拉应力,需要布置预应力钢束.以在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥为实例,利用有限元方法建立实体模型,并且模拟“#”字型预应力索的作用,对索塔预应力布置区受力状况进行分析研究,为改进索塔锚固区细部构造和预应力配置设计,提高结构的安全性能提供参考.关键词:桥梁工程;斜拉桥;索塔锚固区;预应力中图分类号:U448.27 文献标识码:A 文章编号:0258-7971(2009)S2-0534-07 大跨度斜拉桥是一种古老而又年轻的桥型结构.自1955年第一座现代斜拉桥瑞典Str om sund桥建成以来,仅用了50多年的历史,斜拉桥就以其独特的优势,已遍布全世界,并且结构形式丰富多彩.其结构设计理论也相对成熟,但是斜拉桥在其关键部位—斜拉桥索塔锚固区的研究还没有形成比较成熟的理论体系.现在大跨度斜拉桥索塔大多数采用混凝土塔,为抵抗索力产生的拉应力,需要布置预应力钢索[1-2].本文以在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥为实例,利用有限元方法建立空间离散模型,模拟“#”字型预应力索的作用,索力完全采用仿真的斜向加载方式,对索塔预应力布置区受力状况进行分析研究,研究索塔锚固区的受力机理,为改进索塔锚固区细部构造和预应力配置设计,提高结构的安全性能提供参考[3].1 计算模型的选取本文以在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥为工程依托,专门对水平预应力筋“#”型混凝土索塔锚固区的主要受力特性进行研究.该桥是大跨度铁路桥跨越长江的控制性工程,斜拉索呈扇形布置,主桥长1120m,主跨432m,桥跨布置为[8×32+ (81+135+432+135+81)]m,桥面宽度42m,主梁采用钢箱梁,桥塔采用H型桥塔,设两道横系梁,索塔采用C50混凝土,为了抵抗斜拉索水平拉力引起的桥塔截面上的拉应力,在桥塔的斜拉索锚固区域配置了纵、横向9×<15.2mm预应力钢绞线,成“#”字型布置,其索塔锚固区吨位大,斜拉索力大,是目前国内同类铁路斜拉桥跨度中具有代表性的桥体.因此,本文以该桥索塔锚固区为研究对象,深入研究“#”字型预应力筋混凝土索塔锚固区力学性能,为类似结构的设计提供参考.2 结构的模拟利用ANSYS建立足尺实体计算模型,计算主要位置的应力,其中在此模型中混凝土、锚垫板和承压板采用块体单元,预应力钢束采用抗弯刚度极小的梁单元(相当于索单元).混凝土、锚垫板和承压板采用s olid64单元,预应力钢束采用link8单元[4].按实际布置设置相应的“#”字型预应力,采用实体单元,不考虑预埋钢管、齿板、锚垫板等构造细节.边界条件采用将最下部所有节点进行固结的方式,其处理方式是忽略所取段上、下混凝土的水平方向的约束作用,考虑所取段上方混凝土的自重.这样处理的原因是由于所取段上方的混凝土约束作用较小、混凝土自重较大,而下方的混凝土由于也作用3收稿日期:2009-12-04 基金项目:云南大学校基金资助(2007Q011B);云南省科技厅计划项目资助(2008CD078). 作者简介:王 旭(1984-),男,山东人,硕士生,主要从事防灾减灾专业方面研究. 通讯作者:冉志红(1978-),男,四川人,博士,主要从事桥梁结构工程方面的研究,E-mail:zhihong_ran@.了环向预应力,在预应力的作用下有向内的约束,使其向内发生变形,所以若在水平方向再加约束反而会导致加约束部位的预应力储备偏低[5].要准确地模拟其受力状态,必须建立三维空间有限元模型.在用ANSYS 建模过程中,计算桥塔的全模型由于单元太多无法进行快速计算,并且考虑相邻节段的影响,取桥塔中部拉索区的2个节段来分析,按实际情况建立斜拉索桥塔的三维空间有限元模型,本模型共分24098个节点,11774个单元.如图1所示.3 斜拉索力的模拟斜拉桥桥塔混凝土处于三向受力状态,索塔混凝土受预应力与斜拉索的共同作用,受力状态较为复杂,上部索力大,水平角度小,水平分力大,再就是为了研究相邻索力之间的相互影响,取桥塔中部拉索区的2个节段来模拟,索力加载采用完全仿真的斜向加载,并且加载的大小完全等同实桥索力,把索力按拉索角度化成均布水平面力加在锚垫板上[6].如图2所示.4 预应力的模拟预应力索采用抗弯刚度极小的梁单元(相当于索单元)来模拟:(1)预应力钢束采用9×<15.2mm 的钢绞线,破断力1860MPa,张拉控制应力1395MPa .镀锌波纹管,外径80mm;锚具采用9孔群锚(张拉端),两端张拉;(2)预应力索按图3所示的“#”字形布置.经过平面刚架理论计算发现:索力作用下前后壁的拉应力明显高于侧壁,所以在同一断面上,前后壁布置6束,侧壁布置4束.如图3所示.图1 索塔锚固段模型Fig .1Cable pyl on anchorage zonemodel图2 索力加载图Fig .2Cable f orce535第S2期 王 旭等:斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用图3 索塔锚固段预应力索布置图Fig.3Prestressed general arrange ment 预应力束采用抗弯刚度极小的梁单元(相当于索单元)来模拟,材料、截面面积都按实际尺寸计取[6].用索单元的降温来模拟张拉过程,按《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁设计规范》[7]规定计算下列因素引起的预应力损失值:预应力筋与管道壁之间的摩擦,锚具变形、钢筋回缩,混凝土的弹性压缩,混凝土的收缩和徐变,预应力筋的应力松弛,对上述损失我们主要考虑的模拟方法参考文献[4,8]:(1)对于由预应力筋与管道壁之间的摩擦、锚具变形、钢筋回缩引起的损失,按规范规定的办法把预应力索分成很多小段,计算完各点的损失后各段降不同的温度;(2)对混凝土的弹性压缩引起的损失,有限元模型本身计算已包含;(3)对混凝土的收缩引起的损失,可以对有限元模型中混凝土单元降温来模拟;(4)对混凝土的徐变引起的损失,在此有限元模型中不予考虑.5 计算结果的分析本文对索塔仅作用工况1:自重+张拉预应力(此工况的目的是为了考察张拉预应力束阶段塔体的应力分析,拟定合理的张拉方案,保障安全施工.)和工况2:主力+附加力最大索力(此工况主要是为了考察成桥营运时在某些可以组合的附加力特殊情况下,索塔锚固区的应力状态处于安全状态.)2种情况的齿板、塔段中间以上0.5m处水平截面、塔段中间水平截面、塔段中间以下0.5m处水平截面、台壁受力进行了分析比较;并对在这两种工况下塔段侧壁跨中外侧横桥向、前壁跨中外侧纵桥向竖直截面应力变化进行分析总结.仅有工况1作用时的分析结果如图4,5所示.仅有工况2作用时的分析结果如图6,7所示. 6 结论和建议通过对在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥2种工况下的模型理论计算对比分析,以及对水平预应力筋“#”字型布置的索塔锚固区应力分布情况的分析研究,总结出以下结论:(1)在水平方向,由于前后壁主要是弯曲应力(外拉内压),侧壁是轴向拉力和少量的弯曲应力(弯曲应力内拉外压),因此布置预应力钢束时前635云南大学学报(自然科学版) 第31卷 图4 侧壁跨中外侧横桥向应力路径图Fig .4B ridge transverse stress path diagram of the short 2side middle outflank 图5 前壁跨中外侧纵桥向应力路径图Fig .5B ridge portrait stress path diagra m of the l ongsidem iddle outflank 图6 侧壁跨中外侧横桥向应力路径图Fig .6B ridge transverse stress path diagra m of the short 2side m iddle outflank 图7 前壁跨中外侧纵桥向应力路径图Fig .7B ridge portrait stress path diagra m of the l ongsidem iddle outflank表1 索段主拉应力计算结果Tab .1Princi pal tensile stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板0.069～0.4920.367～0.4602.17容许塔段中间以上0.5m 处水平截面—0.217～4.7552.17以压应力为主,未出现拉应力塔段中间水平截面0.473～1.4860.541～4.592.17容许塔段中间以下0.5m 处水平截面—0.237～3.8862.17以压应力为主,未出现拉应力台壁0.688～2.50.217～5.6512.17以压应力为主,在索齿孔边拉应力局部超出容许值,范围很小塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面—0.217～2.0282.17以压应力为主,未出现拉应力塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面0～0.6880.217～3.842.17容许,以压应力为主,局部出现拉应力,范围很小735第S2期 王 旭等:斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用表2 索段主压应力计算结果Tab.2Princi pal comp ressive stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板0～0.0330.388～3.75820.1容许塔段中间上0.5m处水平截面00.0332.748～13.87420.1容许塔段中间水平截面0.473～1.4860.541～4.59620.1容许塔段中间以下0.5m处水平截面0～0.6750.236～2.97020.1容许,拉应力出现在索孔侧壁.台壁—0.780～19.08420.1容许,以压应力为主,未出现拉应力.塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面0～0.0332.672～13.49220.1容许,以压应力为主,拉应力出现在索孔边缘塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面—2.672～16.18920.1容许,以压应力为主,未出现拉应力表3 索段主拉应力计算结果Tab.1Princi pal tensile stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板0.591～1.8640.045～2.5912.17容许塔段中间以上0.5～m处水平截面—0.196～3.7932.17以压应力为主,未出现拉应力塔段中间水平截面0～0.5090.485～4.4662.17容许塔段中间以下0.5处水平截面—0.147～1.9122.17以压应力为主,未出现拉应力台壁0.702～2.51.970～4.6922.17以压应力为主,在索齿孔边局部出现拉应力,超出容许值,影响范围小塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面—0.196～1.9952.17容许,以压应力为主,未出现拉应力塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面0～0.7020.196～3.7932.17容许,以压应力为主,局部出现拉应力,范围很小835云南大学学报(自然科学版) 第31卷表4 索段主压应力计算结果Tab.1Princi pal comp ressive stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板—2.89～2522.11在锚垫板下局部出现主压应力超过容许值,影响范围小塔段中间上0.5m处水平截面0～0.0712.714～11.07122.11容许塔段中间水平截面0～0.0712.714～22.21422.11在斜拉索孔边缘局部出现主压应力超过容许值,影响范围很小塔段中间以下0.5m处水平截面0～0.0712.714～13.85722.11容许台壁—0.467～13.83622.11容许,以压应力为主,未出现拉应力塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面0～0.0712.714～13.85722.11容许,以压应力为主,拉应力出现在索孔边缘塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面0～0.0712.714～19.42922.11容许,以压应力为主,未出现拉应力后壁重心靠外,侧壁考虑到弯矩不变,重心居中微微偏里,直线布置;(2)工况1索段主拉应力,除塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面、台壁位置在索齿孔边超出容许值,影响范围很小,其余均在设计混凝土容许主拉应力值范围内.索段主压应力截面在齿孔位置局部出现影响范围很小的超过容许值的压应力外,其余均在设计混凝土容许主压应力值范围内;(3)工况2索段主拉应力台壁索齿孔边局部出现拉应力超出容许值,但影响范围很小,其余均在设计混凝土容许主拉应力值范围内.索段主压应力在齿板锚垫板下局部、塔段中间水平截面在斜拉索孔边缘局部出现主压应力超过容许值,但影响范围小,其余均在设计混凝土容许主拉应力值范围内;(4)在工况1、工况2作用下应力在塔段前、侧壁跨中外侧纵、横桥向竖直截面内的空间应力没有出现较大的偏差,符合应力分布规律;(5)从变形及应力分析的结果可以看出,为抵抗斜拉索力而布置的预应力设计合理.此实验模型还有很多不足之处,其中需要在边界条件的设置、混凝土收缩变形、结构耦合分析等方面做出进一步的研究探讨,本研究分析对在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥的设计和施工提供参考,为今后进一步研究“#”字型水平预应力筋布置的斜拉桥索塔锚固区力学性能积累宝贵经验.参考文献:[1] 范立础.世界斜拉桥的新进展[J].重庆交通学院学报,1985,4(3):1211.[2] 王伯惠.斜拉桥结构发展和中国经验(上、下册).北京:人民交通出版社,2003.[3] Y ANG Jun,SHE N Cheng2wu.Su mmarizing the methodsof deter m inati on of rati onal comp leti on Sstatus of cable-stayed bridges[J].Engineering Sciences,2006,4(4):64272.[4] 颜海.大跨度斜拉桥索塔环向预应力的有限元分析935第S2期 王 旭等:斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用[J].上海公路,2003,4(2):24227.[5] 何雄君.斜拉桥桥塔锚座局部应力分析[J].武汉交通科技大学学报,1994,18(3):2752279.[6] 卓卫东,房贞政.预应力混凝土桥塔斜索锚固区空间应力分析[J].同济大学学报,1999,27(2):2032206.[7] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].JTG D62-2004.中华人民共和国交通部发布,2004.[8] 赵常胜,黄卫军,黄卫忠,等.宜宾中坝金沙江大桥索塔节段有限元计算[J].浙江交通职业技术学院学报,2009,10(1):15220.Analysis method and engineering app licati on of anchorage z one ofcable-stayed bridge pyl on′s p restressWANG Xu,T AO Shu2kun,RAN Zhi2hong(School of U rban Constructi on and M anage ment,Yunnan University,Kun m ing650091,China)Abstract:Large-s pan cable-stayed bridge t ower is no w mostly concrete t ower.I n order t o resist tensile stress generated by cable forces,It is necessary t o layout p restressed cable.I n this paper,take a large-s pan Han2 jiatuo cable-stayed bridge in the constructi on of Yangtze R iver as an exa mp le,modeling by finite ele ment meth2 od,si m ulating the“#”-shaped p restressed cable’s effect on the t ower layout area of p restressed force situati on a2 nalysis and research.A s a reference,the paper will i m p r ove the anchorage z one of p restressed structure and con2 figurati on design detail and the safety perf or mance of the structure.Key words:bridge engineering;cable-stayed bridge;anchorage z one of cable-stayed bridge pyl on;p re2 stress333333333333333333333333333333333333333333333 (上接第503页)C UN Yi2xian1,F ANG W en2kun1,L I U Rong2hua1,L I Chen1,ZHE NG B ing2r ong1(1.Hu man Genetics Center of Yunnan University,Kun m ing650091,China;2.Kunhua Affiliated Hos p ital of Kun m ingMedical College,Kun m ing650032,China)Abstract:Ankyl osing s pondylitis(AS)is an aut oi m mune disease p redom inantly affecting the axial s p ine. Recently,genetic poly mor phis m s within the TLR4gene have been reported t o be ass ociated with AS.T o investi2 gate the ass ociati on bet w een TLR4gene and the suscep tibility t o AS in Chinese peop le,2functi onal variants, A s p299Gly and Thr399Ile,in the TLR4gene were genotyped using PCR-RF LP and direct sequencing tech2 niques fr om107AS patients and112ethnically matched contr ols.None poly mor phis m s of A s p299Gly and Thr399Ile were detected in all contr ols and AS cases,which indicates that there is no relevance bet w een these2 S NPs and AS in the Chinese Han populati on.Key words:A s p299Gly and Thr399Ile poly mor phis m s of T oll-like recep t or4;ankyl osing s pondylitis;Chi2 nese Han peop le in Yunnan045云南大学学报(自然科学版) 第31卷。
某斜拉桥主塔锚固区空间应力分析
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｒｉｌ ａ ｒ ｓ ｏ ｈ ｓ ａ ｉ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｔｅ ｍａｎ ｏ ｅ ｎ ｈ ｒ ａｅ ， ｅ ｃ ｂ ｓ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ａ ｔ ｅ ｒｉ ｎ ｔ ｅ ｐ ｔ ｌ ａ ａｙ ｉ ｃ ｃ ｅ ａ ｔ ｈ ｉ ｔｗ ｒ ａ ｃ ｏ ｒ ａ ｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ｍａｎ ｔｗｅ ｌｎ ｈ ｒ ｇ ｏ ｔ ｅ ｉ ｉ ｏ ｒ ａｏ ｇ ｔ ｅ ｂ ｄ ｅ ｔ ｈ ｉ
储备多向预压应力。湖南衡阳湘江三桥对两种布索形式进行过 验证 ， 结论是环向预应力效率高于井字型布索方式。 （） ２ 相邻斜拉索锚 固区之 间几乎没有干涉 。 故选取模型可以 根据圣维南 原理减小模型规模 ， 加快计算处理速度。 （） ３ 本桥锚下 主压应力偏大， 扩散范 围大约锚下 ０ ０ ．ｍ ．ｍ， ５ ８ 并沿拉索方 向逐渐衰减。 究其原 因主要是拉索套管直径偏大 ， 锚 圈外径和索套管 内径几乎相等 ， 很不合理 ， 造成锚垫板切应力 、 主应力过大， 同时锚下混凝土承压 区域太小 ， 造成应力集 中。建 议索套管尺寸在不侵 占锚杯空问前提下 比锚圈尽量小 ，加大索 力传递范围的同时 ， 也减小了锚下压应力。 （） ４ 锚下存在 较大主压应 力 ， 以通过调整锚垫板 、 可 索套管 尺寸增大受压面 以减小锚下压应力 。也可以加密加强螺旋筋的 围箍作用 ， 来提高锚 固区混凝 土抗压强度。 作者 简介 ： 于博 ， １８ 出生 。 男，９ ２年 陕西大荔人 ，０ ４年毕业于长 ２０ 安 大学， 助理工程师。 于西尧 ， ， ９ １ ４月出生 ， 男 １８ 年 河北衡 水 人 ，０ ４ ２ ０ 年毕业于长安大学 ， 助理工程师。
图 ５ 主 塔 顺 桥 向 正 应力 云 图
②锚下混凝 土主压应力 ， 图 ６ 锚下约 ０５ｍ～０８ 索套 见 ， ． ． ｍ。
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构 造 及 预应 力 钢 束 的 布 置 均 有 重 要 意 义 。 以一 座 独 塔 混 凝 土 斜 拉 桥 为 例＇ 用 有 限 元 方 法 对 索 ’ 运 塔 、 梁 锚 固 区进 行 了空 间应 力分 析 ， 索 总结 了锚 固 区 的受 力 特 点 。
结 果 表 明 ． 工 艺 与 传 统 工 艺 相 比具 有 明 显 的 先 进 性 ， 的 独 到之 处 是 使 繁 琐 的 转 体 施 工 工 艺 变 本 它
得 简单 、 速 、 全 、 控 。 快 安 易 关键 词 转体施工工艺 钢球铰 牵引索 连续 牵 引
桥梁转 体施 工是指 将桥梁 结构 在非设 计轴 线 位置 制作成形 后 ， 通过 转体 就位 的一种施 工方 法 。 转 体施 工与 以往悬 臂拼 装 、 臂浇筑 、 悬 原位 现浇 等 施 工工 艺相 比， 有几 乎完全 不干扰 交通 的特点 ， 具 特 别适 用于具 有繁 忙运输 要求 线路 的跨线 桥 。且 施 工快速 、 合 经 济效 益 高 。桥梁 转 体 施 工 根据 综
ａ ）立 面
图 ２ 索 塔 锚 固端 构造 图 （ 位 ：ｍ） 单 ｃ
固 区， 为单箱 双 室 截 面 。斜 拉 索锚 固端 布置 于 中
隔板两侧 ， 点横 向间距 １ ６ｉ 直 接锚 于混凝 土 锚 ． ｎ，
图 ３ 索 粱 锚 固 端 构 造 图 （ 位 ：ｍ） 单 ｃ
收 稿 日期 ： ０ ｌ ６１ ２ １－ —３ ０
向 ２ 横坡 。斜 拉索 布置 为扇 形 密 索体 系 ， 索 双 面， 采用低 松 弛镀 锌 高 强钢 丝 ， 每个 主 塔 布 有 １ ４
对 拉索 ， 主跨 斜 拉 索 在 梁 上 的 间 距 为 ６ｍ ， 平 衡 为 结 构不对称 重量 ， 边 跨 重 区索 距 加 密 为 ２ ７ 在 ． ｍ。 索 塔 为 倒 Ｙ 形 钢 筋 混 凝 土 构 件 ， 下 塔 柱 、 由 中 塔 柱 、 塔 柱 、 横 梁 等 组 成 。上 塔 柱 为 斜 拉 索 锚 上 塔
关键词 锚 固区 预 应力 混凝 土 局 部应 力 分 析 有 限 元
斜拉 桥是 由塔 、 和索 ３种基 本 构件 组成 的 梁 桥梁结构体 系Ｌ 。对 于混凝 土斜拉桥 而言 ， 塔 、 １ ］ 索
索梁锚 固区是一个将 索力安 全 、 均匀 传递到塔 柱 、 主梁的重要 部位 ， 受 力状 况 较 为复 杂 。随着 现 其
（ ． ＣＣＣ Ｓ ｃ ｎ ｒ ｏ ｎ ｕ ｔ ｎ ｓ Ｃｏ １Ｃ ｅ ｏ ｄ Ｈａ ｂ ｒＣｏ ｓ ｌ ｔ ．，Ｌｔ ．，Ｗ ｕ ａ ３ ０ １ ａ ｄ ｈ ｎ ４ ０ ７ ，Ｃｈ ｎ ； ｉ ａ
２ Ｊａ ｇ ｉ ｒ ｖ ｎ ｉｌＩ ｖ ｓ ｍｅ ｔＧｒ ｕ ｏ ｐ ． ｉｎ ｘ ｏ ｉｃａ ｎ ｅ ｔ ｎ ｏ ｐ Ｃ ｒ ．，Ｎａ ｃ ａ ｇ ３ ０ ９ ，Ｃ ｉ ａ Ｐ ｎｈ ｎ ３ ０ ６ ｈｎ）
套 箍在 转盘 上 的牵引索及 千斤 顶 的连 引牵 拉来 实
收 稿 日期 ：０ １０ — ３ ２ １－６１
Ｌｏ ａ ｔ ｅ ｓ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｃ ｌＳ ｒ ｓ ａ ｙ ｉ ｆ Ａｎｃ ｏ ａ ｅ ｆ ｒ Ｃａ ｅ ｓ ａ ｅ ｉ ｅ ｈ ｒ ｇ ｏ ｂｌ— ｔ ｙ ｄ Ｂｒ ｄｇ ｓ
ｃ ｌｓ ｕ ｎ ｈｅ ｍ ｅ ｈａ ｃ ｆｔ ｅ ａ ｃ ｏｒ ｇｅ ｉ ｒ ｍ ｐｏ ｔ ｎ ｏ ｈｅｏ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｏｆｔ ｔ ｕ ｔ ｅ ｄ — ａ ｔ ｄｙ ｏ ｔ ｃ ｎｉｓ ｏ ｈ ｎ ｈ ａ ｓｖｅ ｙ ｉ ｒ ａ ｔｆ ｒ ｔ ｐｔｍ ｚ ｔｏ ｈｅ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｅ ｓｇｎ ａ ｄ ａ ｒ ｎ ｍ ｅ ｆｐｒ － ｔ ｅ ｓ ｄ ｔ ｎｄ ｓ ｉ ｈｅａ ｈｏ ａ ｏ ． Ｔｈｅ ｓ ｔａ ｔ ｅ ｓ ｏ ｈｅ ａ ｃ ｏｒ ｉ ｎ ｒ ａ ｇｅ ｎｔｏ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｅ ｏｎ ｎ ｔ ｎｃ ｒ ｇｅｚ ｎｅ ｐａ ｉ ｌｓ ｒ ｓ ｆｔ ｎ ｈ — ａ ｓ ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｉ ｉｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｈｏ ｇｅ ｉ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｂｙ ｆｎ ｔ ｌｍ ｎｔｍ ｔ ｄ． Ｔ ｈ ｅ ｈ ｎｉａ ｈａ ｉ ｓｏｆｔ ｎｃ ｒ ｇｅａ ｅ ｓ ｍ ｍ ａ ｉｅ ｅ ｍ ｃ ａ ｃ ｌｂｅ ｖｏｒ ｈｅａ ｈｏ ａ ｒ ｕ ｒｚ ｄ
的拉应 力 ， 常需 要 在塔 柱 （ 主 梁 ） 通 或 内布置 预应
力钢束 ［ 。为 了使 锚 固区 的受 力更 加 合理 ， 必 ２ ］ 还
须优化预应 力束 布置 形 式 和数 量 ， 这使 得 锚 固 区 受 力更为复 杂 。为 了准确 了解锚 固区的应力 分布 情况， 必须对 锚 固区进行精 细 的有 限元仿真分 析 。 本 文 以某预应 力混 凝 土斜 拉 桥 为 例 ， 用 有 限元 利 程序 ＡＮ ＹＳ对 其 索 塔 、 Ｓ 索梁 锚 固区进行 空 间应 力分 析 ， 并总结锚 固 区的受 力 特点 ， 为此类 桥型 的 设 计和施 工提供参 考和依 据 。
总第 ２８ ４ 期 ２１ ０ １年 第 ５期
交
通
科
技
Ｓ ｒ ｌＮｏ ２ ８ ｅｉ ． ４ ａ
Ｎ ｏ ５ Ｏ ｃ 。 Ｏ１ｌ ． ｔ２
Ｔｒｎ ｐ ｒａｉｎ Ｓ ｉｎ ｅ ＆ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ａ ｓ ｏ ｔｔｏ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ
浅谈 大 吨位 钢 球 铰转 体 工 艺在 跨 线桥 上 的运用
总第 ２ ８期 ４ ２１ ０ １年 第 ５期
交
通
科
技
Ｔｒ ｎ ｐ ｒａ ｉｎ Ｓ ｉ ｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｃｅ ｃ ｏ ｃ ｎ ｌｇ
Ｓｅ ｉｌＮｏ． ４８ ｒａ ２ ＮＯ． ５ ＯＣ ．２ １ ｔ ０１
斜 拉 桥 索塔 与索 梁锚 固 区局 部 应力 分 析
Ｕｎ ｅ ａ ｌ ｏ ｃ ｎ ｒ — ｔ ｅ ｓ ｈ ｅ ｈ ｎ ｃ ｆｔ ｅ ａ ｃ ｏ ａ ｅ ｉ ｘ ｒ ｍ ｅｙ ｃ ｍｐ ｉａ ｅ ． Ｔｈ ｏ ｅ ｉ ｄ ｒｃ ｂ ｅ ｆ ｒ ｅ ａ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｓ ，ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｉｓ ｏ ｈ ｎ ｈ ｒ ｇ ｓｅ ｔ ｅ ｌ ｏ ｌ ｔ ｄ ｃ ｅ ｒ ｔ—
Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｆｉ ｉｅ Ｅ ｌｍ ｅ ｔ Ｍ ｅ ｈｏ ｓ ｄ ｏ ｈ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｄ
ＤｉｇＺ ｉ ｅ Ｚ ａ ｇＪ ｎ ｅ ｇ ， ｕ ｉｎ Ｆａ ａ ｗｅ ， ｉ ｎ ｈ ｏ ｎ ｈ ｗ ｉ ， ｈ ｎ ｕ ｆ ｎ ＷｕＸｉｘ ｏ ｇ ， ｎＸｉｏ ｉ Ｊ ｎＭｉｃ ａ 。
施 工 的方法 。该 法可将 跨越 障碍上 空 的作 业转 化 为两侧 近地 面 的作业 ， 同时 ， 用转 盘钢球 铰配 合 利
转 体部 分重达 ８０ ０ｔ箱 梁长 ２ ０ｍ， ０号节 ０ ， ×６ 除
段 外分 为 ７对 梁段 ， 采 用 支 架对 称逐 段 浇 筑 施 均
工 。 主桥 箱梁 采用先 平行 于沪 宁高 速公 路边设 置 支架 现浇 、 后双 幅错孔 同步转 体 就位 的施 工方 法 。
ａ ｈｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌ ｒｂｒｄ ． ｎｄ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｓ ｌｓ ｃ ｎ ｂｅ ａ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｒｓ ｍｉａ ｉ ｇｅ Ｋｅ，ｗｏ ｄ ：ａ ｈｏ ａ ｏ ｐ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｏｎ ｒ ｔ 。 ｒ ｓ ｎｃ ｒ ｇｅ ｚ ｎｅ ｒ — ｔ ｅ ｓ ｄ ｃ ｃ ｅ ｅ；ｌ ｃ ｌｓ ｒ ｓ ｎ ｌ ｉ ；ｆｎｉｅ ｅｅ ｅ ｔ ｄ ｏ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ａ ｙｓｓ ｉ ｔ ｌ ｍ ｎｔｍｅ ｈｏ
秦 凯 陈君 明
（ 锡 市 公共 工 程 建 设 中心 无 锡 ２ ４ ３ ） 无 １ ０ １
摘 要 以 无 锡 市 高 浪路 跨 沪 宁 高速 公 路 跨 线 桥 连 续 箱 梁 转 体施 工 为 背 景 ， 过 对 其 大 吨 位 钢 球 通
铰 施 工 过 程 的 控 制 与研 究 ， 结 出 本 工 艺 与传 统 混 凝 土 球 铰 转 体 工 艺 施 工 的 差 异 和 不 同 处 。研 究 总
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｐｒ — ｔ ｅ ｓ ｄ ｃ ｎｃ ｅ ｅｂｅ ｍ ｓ ａ ｄ ｐｙ ｏｎ ｒ ｕ ｌｙ ａ ａ ｅ ｎ ｃ ｎｃ ｅ ｅ ｃ ｂ ｅ ｓ ａ ｅ ｉ ｇｅ ． ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｌ ｓ ａ ｅｕｓ ａ ｌ ｄ ｐｔ ｄ ｉ ｏ ｒ ｔ ａ ｌ — ｔ ｙ ｄ ｂｒｄ ｓ
现 不 间断转体 就位 的 目的 。该 桥 为无锡 地 区 目前 吨位最 重 、 技术 最新 的转体 桥 ， 的运用 无疑 是跨 它 高 速公路 的众 多跨线 桥 中的一 个新亮 点 。
Ｉ 工 程 概 况 及 特 点
位 于无 锡高 浪路 中的跨越 沪宁 高速公 路 的跨 线桥 部分为 转体桥 （ 图 １ 。该 桥 结构 采 用 ２ 见 ） ×
代 混凝 土 斜 拉 桥 的 跨 径 日益 增 加 ， 索 锚 固 区 的 拉 受 力 越 来 越 大 ， 平 衡 巨 大 的 索 力 在 锚 固 区 产 生 为
塔壁 。在塔 壁纵 横 向施 加 预 应力 ， 固点 竖 向标 锚 准间距 １ ５ｍ。 图 １为 主 桥 结构 布 置 图 ， ２为 ． 图 索塔锚 固端构 造 图 ， ３ 为索梁 锚 固端 构造 图。 图 则
６ 预应 力 混 凝 土 Ｔ 构 ， 左 右 双 幅 错 孔 布 置 ， ８ｍ 分
转 动方 向 ， 分为竖 向转体 法 、 可 水平转 体法 以及竖
转 与 平 转 相 结 合 的 施 工 方 法 。 此 次 实 施 的 桥 梁 转
体就 是一种 利用 转盘 钢球铰 进行 跨公路 水平转 体