斜向索力下钢-混凝土组合索塔锚固区荷载传递与分配关系分析

为了研究斜拉桥钢混凝土组合索塔锚固区在斜向索力作用下的特殊传力形式,利用变形协调原理分别讨论了水平分项索力和竖向分项索力在索塔锚固区的传力过程和分配关系.在此基础上推导了水平分项索力在钢锚箱和混凝土塔壁之间的分配计算公式.并通过算例比较荷载分配计算公式和有限元模拟分析的结果,验证公式的准确性和适用性.研究结果表明,水平分项索力通过钢锚箱侧板和混凝土侧壁的拉伸以及混凝土端壁的弯曲三者变形协调进行索力传递和分配,钢锚箱侧板承担大部分的水平索力,而混凝土塔壁只分担其余少部分.另一方面竖向分项索力的传递需考虑钢锚箱端板,剪力钉和混凝土端壁的变形协调.可见通过变形协调原理可以有效地分析斜向索力在组合索塔中的传力机理和传递过程,并且根据有限元结果的对比证明荷载分配计算公式能够满足较高的精度.

基于一阶优化方法的钢-混凝土组合索塔锚固区结构设计

研究了斜拉桥内置式钢锚箱钢-混凝土组合索塔锚固区的结构优化设计。建立以索塔锚固区典型节段的建造成本和水平承载力为综合目标的多目标优化模型,以索塔混凝土塔壁的厚度、钢锚箱侧板尺寸、塔壁配筋为设计变量,建立设计变量与满足塔壁裂缝宽度、塔内钢筋配筋率、钢锚箱屈服强度要求的状态变量之间的约束关系,采用一阶优化分析方法确定钢-混凝土组合索塔锚固区最优结构尺寸,得到了钢-混凝土组合索塔锚固区设计的最优方案。优化结果显示:针对索塔锚固区的钢锚箱侧板与混凝土塔壁形成的组合结构承受斜拉索水平力的特点,建立以建造成本和水平承载力为综合目标的优化模型是合理的,充分发挥了钢材和混凝土两种不同材料的性能,有效的控制塔壁混凝土裂缝产生。

斜拉桥钢-混凝土组合索塔锚固结构节段模型试验研究

重庆嘉悦大桥桥塔采用内置式钢锚的钢-混凝土组合索塔锚固结构形式,最大设计索力达1100kN。通过对该钢-混凝土组合索塔锚固结构的足尺(1∶1)模型试验,结合空间有限元仿真计算分析,对该钢-混凝土组合索塔锚固结构的受力行为和传力机理进行了研究,得出一些结论。试验结果对重庆嘉悦大桥的建设起到了重要的指导作用。

钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系黏结滑移性能影响因素分析

在研究钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系极限承载力时,发现钢锚板与塔柱混凝土之间的黏结滑移是一种主要破坏形式。影响钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系钢-混凝土黏结性能的主要因素有混凝土强度、钢锚板厚度、钢锚板穿孔钢筋(PBL剪力键)数量和位置、隔板数量和位置。通过数值模拟方法,对钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系的黏结滑移性能的主要影响参数进行了数值分析。分析结果表明,常用混凝土强度对钢板-混凝土滑移性能没有明显影响;钢板厚度对钢板-混凝土滑移性能影响最为明显,钢板厚度由30 mm变为50mm,自由端滑移量减小了34%。但是随着钢板厚度的增加钢材的强度会降低,质量难以保证。PBL剪力键和加劲板的数量对钢板-混凝土滑移性能影响较为明显。因此,优化PBL剪力键和加劲板的设置,是提高钢锚板与混凝土之间黏结性能的有效措施。

南京长江第五大桥南边塔施工技术分析

南京长江第五大桥为纵向钻石型索塔中央双索面三塔组合梁斜拉桥,桥跨布置为80+218+2×600+218+80=1796m。索塔采用纵向钻石型钢-混凝土组合索塔,横向为独柱式结构,为国内首次采用钢-混组合塔柱结构。针对索塔首节段定位、钢壳吊装、钢筋连接、混凝土施工等施工工艺进行了详细论述。