基于抗滑安全的悬索桥重力式锚碇优化

该文以香丽高速公路虎跳峡金沙江悬索桥丽江岸重力式锚碇为依托工程,设计了平底和带齿坎两类典型的重力式锚碇形式,基于传统基底摩擦承载和考虑结构一地基联合承载的抗滑力估值公式,利用传统的墩台基础抗滑安全系数计算公式,探讨其抗滑安全性,所得主要结论如下:①摩擦承载适用于平底锚碇的抗滑力估值;新型带齿坎重力式锚碇的抗滑力由后部基底摩擦承载和前部齿坎夹持岩体剪切承载两部分组成,考虑联合承载的抗滑力估值公式适用于此类锚碇。带齿坎锚碇的抗滑力是平底锚碇抗滑力的1.5倍。齿坎的设置形成前高后低结构,有利于整体抗倾覆;②传统的摩擦承载抗滑安全系数kc=2.42;基于联合承载抗滑安全系数kc=3.66,均大于规范要求的稳定系数标准(2.0)。丽江岸重力式锚碇满足抗滑要求;③抗滑稳定系数为2.0时,基于摩擦承载的锚碇混凝土最小用量比初始用量可节约44%;基于联合承载的锚碇混凝土最小用量比初始用量可节约87%。丽江岸重力式锚碇可通过增设齿坎和锚碇减重进行优化。上述公式和方法可用于重力式锚碇抗滑安全系数计算和基于抗滑安全的锚碇设计优化。

悬索主缆拉力作用下重力锚稳定性分析

为了验算虎跳峡大桥丽江岸重力锚在主缆拉力作用下的稳定性,对锚碇区的岩体进行了室内试验以及现场载荷试验和直接剪切试验,根据试验结果运用静力学分析和有限元软件验算重力锚的稳定性,结合灵敏度分析的方法研究影响重力锚稳定性各因素如弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比和密度以及主缆拉力的大小、重力锚基础与地基之间的粘聚力的灵敏度大小。研究表明:在主缆拉力作用下,静力学分析得到重力锚的抗滑动稳定性系数、抗倾覆稳定性系数均满足规范的要求,基底应力小于地基容许承载力的要求;有限元软件计算得到重力锚的水平位移和沉降均小于规范允许值,地基应力小于地基容许承载力的要求;灵敏度分析结果显示,重力锚水平位移对主缆拉力的灵敏度最大,锚碇的沉降对弹性模量的敏感程度最大。