斜拉桥索塔锚固区钢锚箱设计研究

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大跨径斜拉桥索梁锚固区钢锚箱受力性能及局部优化研究

大跨径斜拉桥索梁锚固区钢锚箱受力性能及局部优化研究郭云杰;刘俊乐;陈云锋;李亮亮;张显跃
【期刊名称】《建筑技术》
【年(卷),期】2024(55)1
【摘要】金沙江特大桥为340 m+72 m+48 m+32 m的独塔双索面斜拉桥,通过ANSYS有限元软件建立精细化数值模型,对荷载作用下索梁锚固区钢锚箱受力性能进行了分析,并基于分析结果提出了相应局部优化措施。

结果表明:钢锚箱在荷载作用下主要受力构件受力均满足规范要求,但存在局部应力集中现象,且应力值较大,主要分布于抗剪板(N1)倒角和N1板与腹板连接位置;通过延伸抗剪板的长度进行局部设计优化,优化后钢锚箱最大等效应力降低了22.5%,各主要构件应力也有大幅度降低,且发现应力集中区域明显减小,结构受力更加合理。

【总页数】3页(P47-49)
【作者】郭云杰;刘俊乐;陈云锋;李亮亮;张显跃
【作者单位】中交三公局第一工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU02
【相关文献】
1.大跨径斜拉桥索塔锚固区钢锚梁受力性能分析
2.大跨斜拉桥索梁锚固区钢锚箱传力机理研究
3.大跨径斜拉桥索梁锚固区钢锚箱受力分析与设计方法研究
4.钢箱梁
斜拉桥索梁锚固区钢锚箱受力性能及结构局部优化研究5.钢箱梁斜拉桥整体外露锚箱式索梁锚固结构受力分析及鲁棒性研究
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松花江斜拉桥索梁锚固区构造设计及受力分析

１６＋３１６＋４主桥长６６桥梁横向布置３３６＋３４ｍ，９ｍ；为２６布索道）十０７ｍ（．ｍ（．５防撞护栏）＋１．５１７ｍ
用空间高阶块体单元模拟，对钢结构部分采用空间高阶壳单元模拟。考虑到计算的限制及精度的要
高速公路西段（盆窑至秦家）跨越松花江中游瓦上
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半飘浮体系结合梁斜拉桥，主桥跨径布置为４４＋
１ｔｈａｎｅｔａｅｓｅｒｇｔｓ．Ｆｉｅｔｓａｅｒｉｌｔｄ。Ｔｈｉｔｂｔｎｏｈａｎｔｅｓｏｓｈｌａｅｎｎｅｉｅ．ｉｖｅｔｃｓｓａｅｓｍｕａｅｅｄｓｒｕｉｆｓｅｆｇｓｒｓｆａｐａｔｐｖｍｅｔｕｄｒｄｆｒｉｏｉ
承受强大的集中荷载，固区构造、锚受力状态复杂、易产生应力集中。结合哈尔滨绕城高速公路四方台大桥的设容计情况，斜拉索锚固区的应力大小、力变化幅度、力与应力流方向进行分析研究，对应应对斜拉索锚固区的结构设计具有很大的指导意义。关键词：固区；锚钢锚箱；空间有限元；边界条件；局部应力
ｅｔｏｄｔｎｉｎｌｚｄ，ｎｅｓｅｒｇｓｒｓｅｐｎｅｉｓｄｅｈｎｉａａｔｒｈｎｅ．Ａｎｌｓｓｓｏｅｎｎｉｏａａｙｅａｄｔｈａｎｔｓｒｓｏｓｓｔｉｄｗｅｔｐｒｍｅｅｓｃａｇｄｃｉｓｈｉｅｕｓａｙｉｈｗｄ

锚箱式并排拉索索梁锚固结构设计与受力分析

锚箱式并排拉索索梁锚固结构设计与受力分析吴国强，邹敏勇，易伦雄，张州（中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北武汉430056）摘要：商合杭高速铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588m的高低矮塔钢桁梁斜拉桥，其主梁采用2片主桁的钢桁梁，上层板桁组合、下层箱桁组合，斜拉索锚固在桁架腹杆外侧的下层钢箱内。

在“主力+附加力”组合下，斜拉索的最大单索索力达16000kN，因此，设计采用单个锚点锚固2根斜拉索的锚箱式并排拉索索梁锚固结构。

为研究该类型结构的受力特性，建立细部有限元模型进行计算分析，得到各构件的受力特点与传力特性，验证了设计的可靠性。

关键词：商合杭高铁；公铁两用桥；索梁锚固；并排拉索；受力特性；有限元模型中图分类号：U443文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）07-0121-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.07.1210引言索梁锚固结构是斜拉桥主梁承受并传递斜拉索荷载的关键受力结构［1］。

我国大跨度公路斜拉桥主梁多为钢箱梁，其锚固结构以锚箱式和锚拉板式为主［2］；大跨度铁路斜拉桥或公铁两用斜拉桥主梁多为钢桁梁，其锚固结构以锚固在上弦节点的锚箱式（如天兴洲长江大桥、铜陵长江公铁大桥等）［3-4］和双幅锚拉板式（如安庆长江铁路大桥、沪通长江大桥等）为主［5］。

新建商丘—合肥—杭州高速铁路（简称商合杭高铁）芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588m的公铁两用高低矮塔钢桁梁斜拉桥［6］，主梁下层为高3.6m的封闭钢箱，2片主桁通过上下弦节点，与下层钢箱及上层正交异性钢桥面板连接，构成下层箱桁组合、上层板桁组合的强箱弱桁结构。

受附近军用机场飞行净空限制，桥面以上有效塔高仅为常规斜拉桥的1/2。

斜拉索在“主力+附加力”组合下最大单索索力达16000kN，是目前国内外单索受力最大的斜拉索。

为了尽可能利用建筑空间，将斜拉索锚点下移，以增大斜拉索水平倾角，并采用将斜拉索锚固于下层钢箱内的锚箱式并排拉索索梁锚固结构。

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。

铁路斜拉桥钢锚箱索塔锚固区力学性能研究

铁路斜拉桥钢锚箱索塔锚固区力学性能研究梁金宝学(1.中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063;2.中铁建大桥设计研究院武汉430063)【摘要】新建杭州至温州铁路楠溪江特大桥主桥为(40.5+79.5+240+79.5+40.5)m双塔混凝土梁斜拉桥，考虑到大跨度铁路混凝土斜拉桥具有自身荷载重及疲劳活载大等特点，本桥采用了内置式钢锚箱型的索塔锚固形式来保证索塔锚固区受力的安全性与可靠性,通过对锚固体系构造与有限元计算分析表明：内置式钢锚箱型组合索塔锚固体系受力合理，传力途径明确;斜拉索水平荷载传递时各节段钢锚箱承担比例较高，较好地发挥了钢结构抗拉性能强的特点；索塔锚固区混凝土塔壁与钢锚箱构件各应力计算指标均满足规范设计要求，钢构件可通过工厂进行加工组装，施工质量得到保证，可为类似大跨度铁路桥梁设计提供参考。

【关键词】铁路桥斜拉桥钢锚箱索塔锚固区力学性能有限元法Study on Mechanical Properties of Steel Anchor Box Tower Anchorage Zone of R ailway Cable-stayed BridgeLIANG Jinbao12(1.China Railway SIYUAN Survey and Design Group Co.,Ltd.Wuhan430063;2.China Railway ConstructionBridge Design and Research Branch,Wuhan430063)[Abstract]The main bridge of Nanxijiang super large bridge of Hangzhou Wenzhou Railway is a double tower concrete beam cable-stayed bridge with span arrangement(40.5+79.5+240+79.5+40.5)m.Considering that the long-span railway concrete cable-stayed bridge has its own characteristics of heavy load and large fatigue live load,etc.In order to ensure the safety and reliability of the anchorage zone of the cable tower,the embedded steel anchor box is adopted in the bridge,Through the analysis of the structure and finite element calculation of the anchorage system,it is shown that the anchorage system of the built-in steel anchor box type composite cable tower has reasonable stress and clear way of force transmission.When the horizontal load of the stay cable is transferred,the proportion of the steel anchor box of each section is higher,and the tensile property of the steel structure is better developed.The stress calculation indexes of the concrete tower wall and steel anchor box components in the anchorage zone of the cable tower meet the design requirements of the code.Steel members can be processed and assembled in the factory,and the construction quality can be guaranteed,which can provide reference for the design of similar long-span railway bridges.[Key words]railway bridge;cable-stayed bridge;steel anchor box;anchorage zone of cable tower;mechanical property;finite element method1工程概况新建杭州至温州铁路楠溪江特大桥主桥为（40.5+79.5+240+79.5+40.5）m双塔混凝土梁斜拉桥,梁墩采用半漂浮结构体系,桥长481.6m（含支座中心到梁端0.8m）o主梁采用预应力混凝土单箱单室截面，箱梁顶宽为14.4m,底部宽12m,梁高4.0m,顶板横桥向设2%的“人”字横坡。

斜拉桥拉索锚固体系研究现状与展望

及主肋的切断：５）锚固点设有横梁或横隔板等构造以平衡垂直分力；６）锚固点附近的桥面板、底板和腹板等为防止局部破坏，应适当加强。目前我国大跨度钢箱梁斜拉桥中通常的索梁锚固型式主要有四种：锚箱式锚固形式、耳板式锚固
用阎。分丝管由多个平行的导向钢管焊接在一起，将
典型的钢锚箱结构［５１是由侧板、端板、横隔板、锚垫板、承压板、支承板等焊接而成的箱型结构。锚垫板和承压板是用来锚固斜拉索的构造，其通过支
承板与侧板相连，而端板（或侧板）则通过剪力钉等
形式、锚管式锚固形式、锚拉板式锚固形式Ｉ１１，１２１。２．１锚箱式锚固形式
更换斜拉索。索梁锚固区设计遵循的原则有ｌ】ｏ１：
钢锚梁式锚固体系主要由钢锚梁、牛腿和限位
装置构成。该结构是将钢板焊接成的锚固梁沿顺桥
向至于混凝土塔壁内侧的牛腿上，拉索在钢锚梁两端凸起的锚垫板上锚固。一般情况下，钢锚梁的锚
承担。
使主梁受力尽量明确；３）确保连接可靠，力线传递
流畅：４）最大限度减少拉索预留构造对主梁的削弱
钢锚梁本身是一个独立且稳定的构件，钢锚梁
与塔壁牛腿之间一般采用滑动连接［６１。对于采用钢

斜拉桥索塔锚区钢锚梁设计及分析

斜拉桥索塔锚区钢锚梁设计及分析陈作银（北京国道通公路设计研究院有限公司，北京 100161 ）摘要：钢锚梁作为斜拉桥主塔锚索区主要受力构件，可有效平衡斜拉索水平分力，采用有限元计算软件，对各工况、各支撑体系方案进行计算，得到各板件有效应力。

分析表明，钢锚梁采用一端固结，一端临时滑动，待成桥后再行固结的支撑体系方案是可行较优的选择。

关键词：钢锚梁；边界支撑体系；有限元；有效应力中图分类号：U4481.28 文献标识码：BDesign and analysis of steel anchor beam in cable tower anchorage zone of cable stayed bridgeCHEN Zuoyin（Beijing Guodaotong Highway Design&Research Insitute Co., Ltd.,Beijing 100161 China）Abstract：The steel anchor beam, as the main stress component in the anchorage cable area of the main tower of the cable-stayed bridge, can effectively balance the horizontal component of the stay cable. The finite element calculation software is used to calculate the various working conditions and support system schemes, and the effective stress of each plate is obtained. The analysis shows that the support system scheme of steel anchor beam with one end fixed, one end temporarily sliding and consolidation after completion of the bridge is feasible and better.key word：steel anchor beam; boundary support system; finite element method; effective stress 引言主塔拉索锚固是将一个斜拉索的局部集中力安全、均匀地传递到塔柱的重要受力构造。

钢锚梁式钢-混组合索塔锚固体系设计与分析

苗通，孙蕊鑫
（１．广州地铁设计研究院有限公司，广州５１００１０；２．西安中交土木科技有限公司，西安７１００７５）摘要：某斜拉桥主桥是一座跨径布置为（１３０ｍ＋３００ｍ＋１３０ｍ）的双塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥，索塔采用
小。然而非刚性连接导致钢锚梁在换索过程中出
现较大滑移，甚至出现脱离混凝土牛腿的现象。
１钢锚梁式索塔锚固体系的应用与改进
１９８６年建成的加拿大安娜西斯桥（Ａｎｎａｃｉｓ
因此，非刚性连接的锚固结构换索时要特别注意
作者简介：苗通（１９８６一），男，陕西宝鸡人，从事桥梁与地铁结构设计工作。Ｅ—ｍａｉｌ：３４４５７１７６４＠ｑｑ．ｃｏｍ．
・
１１・
限位挡块的传递最终由混凝土塔壁承担。非刚性
连接允许钢锚梁两端发生微小的自由滑动和转动，温度及混凝土收缩徐变对锚固区段的影响很
构造形式的设计和精细化分析是斜拉桥研究的重点¨ 之一。国内外斜拉桥索塔锚固形式主要有混凝土锚块加环向预应力、钢锚箱、钢锚梁等。
洞削落等影响，受力状态十分复杂。拉索锚固区
牛腿组合索塔锚固结构分为非刚性连接和刚性连

大跨度斜拉桥拉索及锚固系统几何计算研究

大跨度斜拉桥拉索及锚固系统几何计算研究刘厚军;肖海珠【摘要】斜拉桥的拉索及锚固系统是结构受力的关键部位，其几何参数也是设计需要精细化计算的重要内容。

文章综合考虑斜拉索的垂度效应、空间索面、各种类型的锚固系统，采用一种迭代算法求解斜拉索索长、斜拉索在塔梁两端的空间角度等几何参数。

通过这一工作保证实际结构的受力与计算模型一致，保证斜拉索索长的计算正确、斜拉索锚固系统的受力合理以及斜拉索导管的位置准确。

算例中分别采用文中推荐的算法及假定斜拉索为直线的方法分别进行几何参数的计算。

通过对比分析，两者差距明显，所以采用更高精度的算法来求解大跨度斜拉桥拉索及锚固系统的几何参数是非常有意义的。

%The stay cable and anchor system are key parts of cable-stayed bridge,and their geometry calculations are also important content of delicacy design. This article discusses an iterative algorithm to calculate the cable lengeh, the cable’s space angle in the cable ends and so on by consdering the sag effects of cable, the spatial cable and various types of anchor system. This work can guarantee the actual structure more similar to the calculation model, it can also ensure that the cable length calculations are correct, the structures of anchor system are rational and the positions of the cable condult are correct. In the example, geometry parameters are calculated with two methods,one is the method in this re-search,the other is a method that the cable’s shape is assumed as a line. The difference is significant by comparing the result of the above methods,so it is meaningful to calculate the geometry parameters of stay cable and anchor system by a high precision algorithm.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P15-20)【关键词】斜拉桥;斜拉索;锚固系统;几何计算;垂度效应【作者】刘厚军;肖海珠【作者单位】中铁大桥勘测设计院集团有限公司，武汉430050;中铁大桥勘测设计院集团有限公司，武汉430050【正文语种】中文【中图分类】TU448.27斜拉桥是将斜拉索两端分别锚固在塔和梁上或者其他载体上，形成塔、梁、索共同承载的结构体系[1-2]。

大跨径斜拉桥索塔锚固方式介绍

每束钢铰线中的单根钢铰线伸长量和受力并不均
５６桥梁结构
城市道桥与防洪
２０１３年２月第２期
护难度也小，因而比较经济。钢锚梁的主要缺点是对塔柱内部空间有一定要求，安装和换索都不方便，并且一般不用于空间索面斜拉桥。
近年来，塑料波纹管和真空压浆技术得到了很大的发展，给大吨位小半径ｕ形预应力束的应用提供了有利条件。与“ 井” 形直线预应力束相比， “ ｕ ”形环向预应力较为经济合理，因为它长度较长，锚下回缩损失相对较小，不仅可大大减少预应力筋的用量，提高材料利用率，同时可减少张拉和灌浆等高空作业的工作量，因此近年来得到了较
３钢锚箱
钢锚箱是一种新型索塔锚固结构，最早应用于法国的诺曼底大桥。由于具有受力方式明确、锚固点定位准确、施工方便等优点，目前已在大跨度
度及裂缝宽度，或施加预应力限制开裂。外露式钢锚箱中，焊接在锚箱侧板上的剪力钉既要传递索塔和钢锚箱之间沿索塔高度方向的剪力，还要传递索塔和钢锚箱之间沿顺桥向的剪力。为保证外露式钢锚箱侧板和混凝土塔壁的抗剪效果及抵抗索塔的拉应力，还必须在塔壁施加预应力。预应力成为结构成立不可缺少的主要因素，而且预应力度要求比较高［３】。锚固区的承载力通常是足够的，即使混凝土塔柱不参与受力，钢锚箱自身也可以承受斜拉索的全部水平分力。但无论是内置式或外露式的钢锚箱，由于塔壁分担了不小的水平力，混凝土应力较大，很容易开裂，会影响到结构的耐久性，需要采取一定的措施进行改善。钢锚箱采用工厂化制造，质量有保证，容易控制锚固点的位置和角度，施工方便，受力较为可靠。此外，还有易于检测维护、便于换索等优点，具有广泛的应用前景。但也有用钢量大、成本高、对吊装能力和安装精度要求较高的缺点，并且锚固区混凝土易开裂，应用于海洋环境等对结构耐久性要求高的地区时有一定的局限性。

大跨径斜拉桥混凝土索塔钢锚箱的设计与制造

大跨径斜拉桥混凝土索塔钢锚箱的设计与制造作者：张伟张茜梅晓亮来源：《城市建设理论研究》2013年第15期摘要：索塔锚固区是斜拉桥中的关键部位，受力较为复杂，直接影响斜拉桥的传力性能与耐久性，故斜拉桥的锚固区设计一直是重点；随着钢混组合结构研究的进展，混凝土索塔钢锚箱由于其受力较为明确、施工方便、耐久性好等特点在大跨度斜拉桥混凝土索塔中得到广泛应用。

本文以某斜拉桥索塔钢锚箱为例，对钢锚箱设计、有限元分析及制造情况进行了阐述，说明了其设计与制造特点。

关键词：大跨径斜拉桥；索塔钢锚箱；设计；有限元分析；制造中图分类号：U448.27文献标识码： A 文章编号：0 前言近年来，超大跨径的斜拉桥在我国的建设方兴未艾，索塔锚固区是斜拉桥中的关键部位，受力较为复杂，直接影响斜拉桥的传力与耐久性，故索塔锚固区设计一直是斜拉桥设计中的重点；近年来，国内多座大跨径斜拉桥索塔锚固区均采用了钢－混凝土组合结构，如苏通长江公路大桥、鄂东长江公路大桥、杭州湾跨海大桥、嘉绍大桥、象山港公路大桥等均采用钢锚箱锚固型式。

钢与混凝土组合结构充分发挥了钢材的抗拉性和混凝土的抗压性，组合后的性能超过了两种材料各自力学性能的简单叠加，有效改善索塔锚固区混凝土的受力环境，防止塔壁裂纹产生。

同时采用钢锚箱可以大大提高施工速度、缩短施工周期、增强结构的耐久性、经济性显著。

由于以上特性，钢锚箱在大跨度斜拉桥索塔中已被广泛应用。

1 钢锚箱的设计钢锚箱作为斜拉索锚固结构，一般设置在上塔柱中。

节段高度根据吊装设备能力及斜拉索锚固点间距确定，长度根据索塔顺桥向宽度变化。

单、双索面斜拉桥钢锚箱一般为单箱室，四索面斜拉桥钢锚箱一般为单箱双室结构。

首节段钢锚箱底面一般设置在预埋钢底座上，节段之间为端面金属接触传力，并采用高强螺栓连接。

通常每4段钢锚箱，设置一道调整接口，用来调整安装过程中的偏差，确保锚固点位置达到设计要求。

1.1 构造设计钢锚箱的传力途径为：斜拉索→锚头→锚腹板单元→侧板→端板→混凝土塔壁。

斜拉桥索梁锚固区钢锚箱参数设计和力学性能分析

斜拉桥索梁锚固区钢锚箱参数设计和力学性能分析胡峰强;徐义标;冯小毛;刘蕙婷;刘昊;胡海金【摘要】斜拉索与钢箱梁之间锚固区的结构复杂，索梁锚固区安全性是整体结构安全可靠的前提。

通过对索梁锚固区钢锚箱建立有限元模型进行参数设计，分析研究钢锚箱主要构件钢板的厚度、开孔空间尺寸、削坡坡度变化和承压板倒角的设置等对锚箱结构受力的影响。

结果表明：合适厚度钢板满足结构强度和刚度要求，同时有利于焊接质量和经济性；承压板倒角可以有效减小应力集中；开孔空间尺寸适度保证了施工操作需要，同时对孔周应力影响较小；削坡可以保证加劲板端部应力过渡平顺均匀。

%Anchorage zone structure between cable and steel box girder is complex,security of which is a pre-requisite for safety and reliability of integral structure. Parameters analysis is carried out by establishing the finite element model of the cable-girder anchorage zone of steel anchor box. Analysis the influence of thicKness of main components of the steel anchor box,hole size,cutting slope changes and bearing plate chamfer setting of anchor box structure. The results showed that:the appropriate thicKness of steel structure meet the requirements of strength and rigidity,and is conducive to the welding quality and economy;chamfer of bearing plate can effectively reduce the stress concentration;appropriate hole size can ensure construction and operation,at the same time has little influ-ence on the stress around the hole;cutting slope can ensure transition of end stress of the stiffened plate is smooth and uniform.【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P246-251)【关键词】斜拉桥;索梁锚固区;钢锚箱;参数设计;力学性能【作者】胡峰强;徐义标;冯小毛;刘蕙婷;刘昊;胡海金【作者单位】南昌大学建筑工程学院，江西南昌330031;江西交通咨询公司，江西南昌330029;江西交通咨询公司，江西南昌330029;江西交通咨询公司，江西南昌330029;南昌大学建筑工程学院，江西南昌330031;南昌大学期刊社，江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】U448.27;U448.21+6在斜拉桥结构中，斜拉索与钢箱梁之间锚固区的结构十分复杂，局部应力大，斜拉索巨大的索力是通过索梁锚固结构分散到主梁的截面上的。

BIM技术斜拉桥钢锚箱施工技术分析

关键词：斜拉桥；钢锚箱梁；BIM技术；施工应用1工程概况明光市嘉山大道上跨高速公路桥为大跨独塔斜拉桥，项目位于滁州市明光境内。

桥梁全长715.9m，主跨径布置为（135+135）m，全长270m，，主梁为预应力混凝土双边箱梁断面，主塔采用人字型桥塔，主塔高108m,桩基24根，直径2.2m,承台尺寸31.1m×20.1m×5m。

嘉山大桥锚固区共计12对钢锚箱，30对斜拉索。

斜拉桥主塔钢锚箱施工为复杂结构施工的重难点，塔柱外表面及索导管均与水平面及纵平面皆存在夹角，且越往塔柱顶部每节索导管与水平X向空间角α递增、纵平面Y向β角递减，空间动态关系十分复杂。

常规CAD的二维设计方法较难控制其空间位置关系及锚箱结构形式，施工形势相当严峻。

为较好解决此项重难点技术难题，项目采用BIM技术辅助斜拉桥钢锚箱制作安装技术施工。

2技术特点①依据BIM技术进行三维空间动态设计，将二维平面结构设计转化为三维可视化设计研究，合理解决多结构、多角度交互形式的精确施工设计、控制索导管外端口找平，保证生产施工准确性及质量。

②可在BIM深化设计后自动化出具三维结构图、构件详图并给出准确构件材料清单，依据模型数据进行数字化下料加工，加快出图及加工效率并节约材料。

③对锚箱加工、施工过程进行空间验证及施工模拟，预先掌握空间需求及资源配置情况，合理安排作业空间形式，并用于可视化技术交底，便于现场理解和操作，提高效率并节约资源。

④通过BIM信息模型的协同应用，以信息录入共享施工动态的方式使施工、材料设备、加工等各方参与协同施工，消除信息孤岛。

并对工程各工序进行可视化进度管控，合理优化各工序及各参与方工作衔接，保证施工稳步进行并保证施工质量及成本。

3工艺原理基于BIM技术的斜拉桥钢锚箱制作安装施工技术是通过对钢锚箱结构进行三维深化设计，更为直观地表达复杂结构空间布置形式；并以自动化出图、数据交互的方式来传递结构信息以用于加工厂数字化加工，提高加工效率；在加工及施工前进行作业空间验证及施工模拟，预先发现作业中存在的问题，合理优化工艺工序；利用BIM技术集动态信息于一身的特点，进行施工协同管理及进度可视化管控，有效提高施工效率，节约成本。

大跨度斜拉桥混凝土索塔锚固区理论与设计的研究进展综述

ＷｅＱｆｎ，ｅｎａ，ａｈｗｎ，ｅｇｏｇｉｉＹｈｉＦｎｉｅＰｎｎｌｅＷｅＳＹｉ
（．ｕｅＰｏｉｃｌｏｍｕｉｔｎＰａｎｎｄｅｉｎＩｓｔｔ，ｈｎ３０Ｃｉａ１ｂｉｒｖｉｍｎｃｉｌｉｇｎｓｔｕｅＷｕａ０５，ｈｎ；ＨｎａＣａｏｎａＤｇｎｉ４１
条件。
大跨度斜拉桥的索塔一般采用空心变截面塔
须满足以下４个方面的要求：１（）保证锚固区结构的极限承载力及足够的抗裂安全；２（）索力的传递和平衡应该简单、靠，可避免塔柱受扭；３锚固构（）
由于拉索的局部强大的集中力作用、预应力筋的锚固力以及孔洞削弱等因素影响使锚固区构造和受力状态均较为复杂。因此，斜拉桥索塔锚固区理论与设计的研究一直以来受到桥梁界的瞩目，索塔锚固区也是斜拉桥设计和施工的难点和关键．可靠其性将直接影响到全桥的安全性和耐久性。本文试图从塔锚固结构形式、理论研究及实验研究等方面对大跨度混凝土斜拉桥索塔锚固区理论与设计的研究进展进行综述分析。
魏奇芬叶文海范史文，，，彭永利
（．１湖北省交通规划设计院，湖北武汉４０５；．３０１２湖北省交通职业技术学院，湖北武汉４０７）３０９
摘要：索塔锚固区承受拉索的巨大集中力，构造复杂，固区各构件处于复杂的应力状态，锚是特大桥设计中的

斜拉桥索塔锚固区钢锚箱设计研究

斜拉桥索塔锚固区钢锚箱设计研究斜拉桥索塔锚固区钢锚箱设计研究摘要：索塔锚固区因为其复杂的受力性能和结构构造，在斜拉桥设计中需考虑钢与混凝土材料的非均匀性、弹塑性、施工工艺等因素对索塔锚固区结构受力、传力机理的影响，这就给现在的桥梁人提出了许多新的横向和纵向课题，因此，要想做好斜拉桥索塔锚固区钢锚箱设计，就需要掌握索塔锚固区的基本情况，在此基础上进行设计与研究。

关键词：斜拉桥索塔锚固区钢锚箱设计斜拉桥索塔锚固段的受力情况比较复杂，桥梁设计师对这一区域进行钢锚箱设计的时候就需要在认真分析其手里情况的基础上，综合考虑多种影响因素，并根据实际情况做出合理的设计。

斜拉桥索塔锚固区是将斜拉索的局部集中力安全、均匀地传递到塔柱的重要受力构件，由于其局部强大的集中力作用等因素影响会使锚固区构造和受力状态均较为复杂，因此，斜拉桥索塔锚固区钢锚箱设计的研究一直以来受到桥梁界的瞩目。

钢锚箱在斜拉桥索塔锚固区中的应用1.1内置式钢锚箱在斜拉桥索塔锚固区中的应用内置式钢锚箱设置在混凝土塔柱的内部，在索塔的外侧不能看到钢锚箱。

钢锚箱为箱形结构,由侧面拉板、端部承压板、腹板、锚板、锚垫板、横隔板、连接板、加劲肋等构件组成。

索力通过腹板传递至竖向拉板上，腹板两侧焊有加劲肋及连接板；侧面拉板间设置开有人孔的横隔板，可作为张拉斜拉索的施工平台。

在斜拉桥索塔锚固区中，拉板承担大部分斜拉索拉力在顺桥方向的分力,其余索力沿索塔高度方向的分力传给混凝土索塔,由混凝土承担。

钢锚箱承受了较大的拉力,混凝土承受了较大的压力和较少的拉力,充分发挥了钢材抗拉强度高和混凝土能承受较大压应力的优点,克服了钢材承受较大压应力容易失稳和混凝土承受较大拉应力容易开裂的缺点。

内置式钢锚箱在斜拉桥索塔锚固区中得到了很广泛的应用，在苏通大桥的建造中，钢锚箱节段间用高强螺栓连接,钢锚箱与索塔之间侧向接触面用剪力钉连接,最下端支撑锚固在混凝土底座上；香港昂船洲大桥为双塔双索面斜拉桥，圆形混凝土塔壁将钢锚箱包裹在里面,钢锚箱和塔壁外侧的不锈钢都是通过剪力钉与混凝土塔壁连接的；厄勒海峡桥为钢桁梁斜拉桥，斜拉索锚固定在钢锚箱内,两条相对的拉索产生的水平分力由钢锚箱直接承受,而垂直方向的分力则通过抗剪螺栓传到混凝土上。

锚箱式钢桥塔锚固区力学性能研究

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｏｎ￣ｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２）
ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｃｒｉｔｉｃａｌｓｔｕｃｒｔｕｒａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｔｈｅｐｙｌｏｎｔｈａｔｃｏｎｎｅｃｔｓｃａｂｌｅｓｏｆａｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅ
ａｎｃｈｏｒａｇｅｚｏｎｅｓｅｒｖｅｓｔｏｐａｓｓｔｈｅｃａｂｌｅｆｏｒｃｅｔｏｔｈｅｐｙｌｏｎ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＦａｎｌｉＢｒｉｄｇｅ，ａｓｈｅｌｌｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｓｂｕｉｌｔｔｏａｎａｌｙｚｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｏｘ・ｓｈａｐｅｄａｎｃｈｏｒａｇｅｚｏｎｅｉｎａｓｔｅｅｌｐｙｌｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ
其进行分析研究。结果表明，锚固区内板件应力分布不均匀，承压板与中隔板的结合处应力集中程度高，但高应力水平区域范围较小，应力扩散较快；斜拉索锚箱和水平拉索锚箱承担的索力比例在相同锚

DB36 T1010-2018斜拉桥钢锚梁索塔锚固区设计规范

C60 38.5 26.5 2.85 1.96 3.6×104 1.44×104 0.2 25.0~26.0 1.0×10-5
5.1.2 普通钢筋选用
钢筋混凝土及预应力混凝土构件中的普通钢筋应选用热轧HPB235、HRB335及HRB400及KL400钢筋，其技术标准应分别符合GB 1499.1和GB 1499.2的规定。
[T ]：圆柱头焊钉平均承载力。
d：圆柱头焊钉的直径。 H：圆柱头焊钉的高度，mm。
σ ck ：桥面板混凝土抗压强度标准，MPa。
N
c y
：焊钉的最大承载力设计值。
Ec ：混凝土弹性模量。
As ：圆柱头焊钉钉杆截面面积。
f ：圆柱头焊钉抗拉强度设计值。
r ：栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比。
5 基本要求
精轧螺纹粗钢筋
0.20~0.25
0.50
0.14~0.17
/
5.1.5 结构钢材选用
钢锚梁和钢牛腿根据受力宜选择采用Q345q、Q370q 和Q420q，其技术条件应满足GB/T 714的规定要求。
主体结构用钢材的主要材料性能如表4 所示。
表4 钢材H
Q370q
5.1 材料 5.1.1 混凝土选用
索塔锚固区混凝土强度等级不宜低于C50，技术条件应符合JTG D62的规定。部分高标号混凝土的材料特性见表1。
6
强度等级抗压强度（MPa）抗拉强度（MPa）弹性模量 Ec（MPa）剪切模量 Gc（MPa）泊松比 ν 重力密度 ρ（kN/m3）线膨胀系数 α（1/℃）
5.1.3 预应力材料选用
预应力钢绞线、预应力粗钢筋及预应力筋用锚具、夹具和连接的技术条件应分别符合GB/T 5224、 GB/T 20065和GB 14370的规定要求。

上海长江大桥主航道斜拉桥索塔钢锚箱设计

上海长江大桥主航道斜拉桥索塔钢锚箱设计
蒋彦征
【期刊名称】《上海公路》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】上海长江大桥主航道桥为双塔双索面斜拉桥,主梁为分离式钢箱梁,主塔采用人字形塔。

主跨730 m,居世界已建成同类桥梁第五位。

超大跨径斜拉桥的索塔锚固形式主要有钢锚箱和钢锚梁两种,长江大桥采用了在空心塔柱内壁设置钢锚箱的索塔锚固方式,介绍了长江大桥索塔钢锚箱的设计,经有限元计算表明：结构设计满足规范要求,
【总页数】3页(P24-26)
【作者】蒋彦征
【作者单位】上海市政工程设计研究总院集团有限公司,上海200092
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27
【相关文献】
1.上海长江大桥主航道斜拉桥分离式钢箱梁设计 [J], 曾源;卢永成;蒋彦征;曾进忠
2.上海长江大桥主航道斜拉桥分离式钢箱梁设计 [J], 曾源;卢永成;蒋彦征;曾进忠
3.上海长江大桥主航道斜拉桥人字形主塔设计 [J], 张春雷;卢永成
4.斜拉桥异形索塔钢锚箱应用研究与设计 [J], 李贤婧
5.上海长江大桥索塔钢锚箱模型试验研究 [J], 苏庆田;曾明根;吴冲
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