斜拉桥锚箱式索梁锚固区应力及传力途径分析

为给出索力在主要焊缝间分配的定量描述及主要板件的受力特点和产生应力集中的原因，用有限单元法对锚箱式索梁锚固区应力进行了计算分析．研究表明：锚垫板传递总索力的约20％，其主要作用不是承担索力，而是将索力传给2块锚箱腹板；2块锚箱腹板与箱梁腹板的焊缝传递总索力的约80％，且2条焊缝传递的索力相近，剪应力沿焊缝长度方向呈“马鞍形”分布；各主要板件在面内、面外集中力及弯矩作用下有应力集中现象．     

斜拉桥锚拉板受力特性及参数影响研究

锚拉板式索梁锚固结构中,锚拉板局部区域和焊缝位置处存在明显的应力集中现象,易发生塑性破坏,导致锚固区承载能力下降。为改善锚拉板的受力性能,通过精细化有限元仿真及参数影响分析,明确了锚拉板结构的受力机理,提出了其合理构造形式和改进措施。研究结果表明,参数优化得到的局部构造明显改善了锚拉板的受力性能,有效降低了应力集中现象的发生概率。     

自锚式悬索桥吊索与钢箱梁锚固区的局部应力分析

吊索锚固结构是自锚式悬索桥中的关键节点,锚固结构一般采用锚箱式、锚管式和销铰式等连接方式,受力状态复杂,局部应力集中现象突出,依靠平面杆件计算软件难以模拟实际复杂的应力状态,通常采用有限元建模分析的方法进行计算,本文以一座自锚式悬索桥吊索锚固结构为研究对象,利用空间有限元程序MIDAS/civil建立锚固结构的三维模型,通过三维空间模型对锚固结构进行细部分析。     

勐古怒江特大桥主桥斜拉桥钢箱梁设计难点

勐古怒江特大桥主桥为云南省首座双塔三跨空间扇形双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用分离式扁平流线型钢箱梁。结合主桥施工特点,采用梁单元模拟计算主梁结构在各阶段的第一体系应力包络,板壳单元计算第二体系应力;主桥钢箱梁内外隔板受力复杂,分别建立标准段和梁端压重段局部模型,进行受力分析;斜拉索梁端锚固区钢锚拉板受力集中,对该区域建立实体模型,分析应力集中情况。计算结果表明钢箱梁结构整体受力状态良好,绝大部分区域应力数值均小于设计允许值;箱梁标准段和梁端压重区受力均满足规范要求;锚拉板局部应力集中现象明显(控制应力采用屈服应力),对应力集中位置须确保焊接后打磨匀顺并锤击以减少应力集中。     

大跨独塔斜拉桥拉索梁端锚固区抗疲劳性能

为探讨扁平钢箱梁斜拉桥拉索梁端新式锚固结构的疲劳性能,根据锚拉板与主梁的不同连接方式,分析、比较了锚拉板与箱梁外腹板连接和锚拉板与箱梁顶板连接时不同的受力特点及传力路径.用ANSYS有限元软件对锚拉板与箱梁外腹板连接的锚固结构进行了数值模拟,以确定锚固结构的应力分布规律及应力集中的重点部位;在数值分析的基础上,采用足尺模型对拉索梁端锚固区进行了疲劳试验.结合有限元分析和疲劳试验结果,对桥梁设计寿命期内新式锚拉板式锚固结构连接焊缝的抗疲劳性能进行了研究.结果表明:拉索梁端锚固结构板件间连接焊缝的疲劳强度满足设计要求;锚拉板与箱梁外腹板焊接的连接方式降低了应力集中程度,提高了构造细节的疲劳等级,改善了结构的抗疲劳性能.     

安海湾大桥索塔锚固区局部应力分析

斜拉桥索塔锚固区受到预应力和斜拉索索力的作用,局部受力十分复杂,应力集中现象明显,容易产生裂缝。采用钢锚梁这种组合锚固结构可以减少混凝土所受的拉应力,从而使受力更为合理。为揭示索塔锚固区的受力特性,以安海湾大桥为背景,运用有限元的方法对其锚固区钢锚梁及混凝土塔柱进行了空间应力分析。分析结果表明在荷载作用下锚固区整体上处于较平均的应力状态,结构传力体系清晰明确,受力合理,为日后类似桥梁的设计提供了参考与建议。     

锚拉板区域焊缝消除应力后性能试验分析

基于重庆江津观音岩长江大桥的斜拉索和主梁的锚固采用拉板式的锚固方式,大部分板件为厚钢板,锚拉板各板件之间各焊缝进行了焊接应力消除工艺,对消除应力后的焊缝进行了各项试验检测。应用数理统计分析理论及SPSS分析软件,判断焊缝的试验检测结果是否符合正态分布规律;采用概率的置信区判断焊缝是否达到相关的力学性能要求,确保斜拉桥主梁与锚拉板焊缝连接的安全和传力的可靠。     

斜跨钢拱桥拱肋锚固区受力分析及设计优化

结合大连金州某斜跨钢拱桥的设计,分析斜跨钢拱桥拱肋锚固区的构造特点,建立钢锚箱结构的有限元模型,采用空间有限元法对拱肋钢锚箱节段模型进行仿真分析,给出了钢锚箱的应力分布特点。分析表明：在钢锚箱基本板件组合的基础上,横隔板外侧采取相应的补强设计,部分区域虽存在一定程度的应力集中,但整体性能好,索力传递流畅,吊索索力能较合理地分散到钢拱肋上。     

某钢锚箱式锚固结构弹塑性力学性能分析

为探究钢锚箱式锚固结构弹塑性力学行为,以某中承式吊杆拱系梁锚固区钢锚箱为工程背景,使用有限元软件建立了局部空间有限元模型,分析了弹性状态和极限状态下钢锚箱主要板件的受力规律.计算结果表明:弹性状态下,钢锚箱支撑板主要受力表现为面外受弯,最大正应力为-180 MPa,内外侧加劲板在锚下区域有轻微应力集中现象,承压板受力复杂,空间弯曲现象较为明显,应力峰值达260 MPa;在极限状态下,支撑板大部分区域达到屈服状态,塑性应变发展较快,承压板与腹板焊接位置也出现局部屈服,内外侧加劲板除锚下区域达到屈服外,其余大部分位置仍然处于弹性阶段.     

缆索吊装系统张拉端锚箱优化设计方法研究

钢管混凝土拱桥在上部结构吊装施工过程中需要建立上部结构临时吊装系统,主缆索穿过索塔上的锚箱进行锚定,在锚箱处易出现应力集中现象,因而对张拉端锚箱处的合理设计对整个上部结构施工安全尤为重要。由此开展了对锚箱处合理施工方案的分析,结果表明:结构最大应力集中在腹板、底板和焊缝的交界处,腹板厚度对结构受力影响显著;焊缝形式对结构受力具有一定的影响,横向焊缝较竖向焊缝更为安全。     

湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验

为评估湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构关键构造细节的疲劳性能,对该结构进行了足尺模型疲劳试验.为指导疲劳试验,了解结构受力特性,用通用有限元软件ANSYS对结构进行了分析.结果表明,锚拉板与锚拉筒之间的连接焊缝下端部应力集中明显,最大主拉应力出现在该区域;在设计疲劳荷载作用下,该结构关键构造细节处均未发现疲劳裂纹,结构疲劳性能满足设计要求.     

组合梁斜拉桥索梁锚固区桥面板斜向开裂机理与配筋设计方法

为揭示组合梁斜拉桥在悬拼施工时,索梁锚固区斜向裂缝的开裂机理,从实际受力状态出发,分析了该区域桥面板剪应力和正应力的分布特点,并结合应力莫尔圆理论给出了裂缝成因及其形态特征;基于相关规范及桁架模型,提出了斜向配筋和L形配筋设计的抗裂措施;通过台州湾跨海大桥实例分析,验证了锚固区桥面板的应力分布特点与配筋方法的有效性。研究结果表明:悬拼施工时,锚固区桥面板的面内剪应力主要由拉索索力的竖向分力和水平分力提供,纵、横桥向正应力主要由吊重荷载引起的斜拉桥整体弯矩、拉索索力增加引起的局部负弯矩和局部承压提供;纵桥向正应力的增加是引起索梁锚固区主拉应力变大的主要原因,当主拉应力大于混凝土抗拉强度时,桥面板存在较大的斜向开裂风险;考虑到局部承压的作用,裂缝一般首先出现在索梁锚固点附近的桥面板顶部;当逐渐远离锚固区时,局部负弯矩及局部承压影响减小,桥面板顶板正应力减小,主拉应力减小,裂缝的发展方向与纵桥向夹角逐渐减小,同时,桥面板底板正应力由压应力变成拉应力,主拉应力增大,裂缝产生贯通的可能性增大;基于混凝土板斜向开裂的桁架模型,对索梁锚固区配置L形抗裂钢筋,顶板最大主拉应力降低了1.26 MPa,其中,纵桥向正应力最大可减小0.91 MPa,面内剪应力可减小0.50 MPa,即配置抗裂钢筋能够达到一定的抗弯和抗剪的效果。      

自锚式悬索桥主缆锚固区局部应力探讨

刚性自锚式悬索桥的锚固区结构和受力较复杂。以平顶山建设路立交桥为例,运用有限元程序Mi-das/Civil建立该桥梁的整体计算模型,有限元程序ANSYS建立边跨主缆锚固区梁段的局部计算模型,对主缆锚固区进行空间局部应力分析。得出结论：箱梁切开截面端与顶板交接处的正中心位置及主缆锚固位置处局部应力超限,出现明显应力集中,需要进行局部加强处理;计算结果具有较高的实用价值。     

连续刚构桥锚固区局部应力的研究

为便于箱梁腹板预应力筋及锚具的布置，结合虎跳门连续刚构桥的方案设计，对特征节段模型、子区域模型和试验模型锚下混凝土局部应力分别进行了理论分析、数值计算和试验研究．结果表明：较大的锚下混凝土应力仅限制在很小范围内；在按实桥设计的大吨位预加力作用下，没有导致混凝土主应力过大和失效；锚固区混凝土局部应力的实测值与计算值比较接近．     

预应力混凝土箱梁桥锚固区裂缝分析

预应力混凝土连续梁桥是一种被广泛使用的桥型,但近些年在一些跨径较大的已建桥梁中也出现了较多的病害。预应力混凝土箱梁桥锚固区裂缝是预应力混凝土箱梁桥的常见病害,严重的甚至威胁到桥梁整体的使用性能。本文通过受力分析及有限元计算对箱梁桥锚固区的常见裂缝进行研究,分别对锚固齿板的不同位置进行有限元分析。并根据有限元分析结果提出了锚固区的简化计算方法及构造配筋方式,最后得出针对这些裂缝现象的可行的控制方法。     

某大跨异型独塔斜拉桥关键节点空间应力分析

某异型独塔斜拉桥主跨225m,设计中塔梁固结段和后锚点为关键构造节点。为确保关键节点结构设计的安全可靠,采用有限元方法建立空间板壳元模型,分析受力异常复杂的塔梁固结段和后锚点区域空间应力分布情况。分析结果表明：塔梁固结段总体满足受力要求,但局部应力集中现象比较严重,设计中应引起重视;后锚点结构整体应力水平不高,局部构造设计安全合理。     

湛江海湾大桥索梁锚固结构足尺模型试验

为了深入研究锚拉板式索梁锚固结构的传力机理和应力分布规律，评估其安全性和可靠性，以湛江海湾大桥为工程背景，对锚拉板式索梁锚固结构进行了足尺模型试验，并与非线性有限元仿真结果进行了比较．研究表明：锚拉板与锚拉筒连接焊缝处应力水平较高，远离焊缝应力分布趋于均匀；结构整体受力合理，具有足够的安全储备，但局部存在应力集中，设计时应予以注意．     

玄武岩纤维增强锚杆加固混合土室内拉拔试验研究

玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）质量轻、强度高、耐久性好,将该材料用作锚杆可有效解决传统钢筋锚杆的腐蚀问题,在恶劣环境下的工程建设中具有广阔的应用前景. 本文以广泛存在于西南山区的崩坡积混合土为对象,通过室内拉拔试验研究了锚杆类型、锚杆直径、锚固长度以及灌浆体直径等因素对极限拉拔荷载和界面剪应力的影响,并对锚固体系的破坏模式以及应力分布规律进行了分析. 研究结果表明:混合土中BFRP锚杆破坏模式均为沿灌浆体与土体界面的剪切破坏,BFRP锚杆与钢筋锚杆的抗拔承载性能基本一致,实际工程可以使用BFRP锚杆直接替代钢筋锚杆;BFRP锚杆拉拔荷载位移曲线呈三阶段形式,弹性临界荷载为极限荷载的20% ~ 28%,试验条件下锚杆的极限承载力与锚固长度、灌浆体直径成正比关系;灌浆体环向裂缝使锚杆的轴向应力沿杆体呈单峰形式分布,同时使锚固段前部的应力集中程度降低;混合土中灌浆体直径越大则界面强度越低,直径从90 mm增大为110 mm,界面强度降低约8%.      

锚索长期承载性力性能检测技术及安全评价方法研究

基于大量工程实践,提出了一种实用的锚索长期承载力性能检测技术方法,结合汕汾高速公路高边坡工程实例详细介绍了该技术方法的在边坡锚固工程锚索结构工作状态下的检测技术方法及锚固应力安全评价计算方法。实践证明,该技术方法简单实用,易于方便技术人员掌握,可用于锚固工程施工过程中以及锚固工程工后维护、运营中锚固结构工作状态长期性能检测与评价。