湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验
大跨度铁路钢箱梁斜拉桥对接式无肋锚拉板疲劳试验研究
大跨度铁路钢箱梁斜拉桥对接式无肋锚拉板疲劳试验研究斜拉桥索梁锚固区传递斜拉索巨大的集中力，是斜拉桥的关键局部构造之一。
目前主要锚固形式有锚箱式、锚管式、耳板式和锚拉板式四种。
李小珍等[1]介绍了锚箱式、锚管式、耳板式、锚拉板式四种连接形式的构造，讨论了传力机理、应力分布，结果表明，不同构造形式出现应力集中的位置和程度不同。
其中，锚箱式结构应用最广泛，但其构造相对复杂[2-3]。
朱劲松等[4]对耳板式结构进行试验，研究耳板和钢箱梁的力学性能，研究证明，耳板式连接满足工程需求，但是销铰处的应力集中严重。
王嘉弟等[5]针对宕石大桥的锚管式锚固区开展应力应变分析并进行静载试验，结果显示，在1.7倍荷载下需对主梁腹板进行适当加强。
任伟平等[6]和包立新等[7]对湛江海湾大桥锚拉板进行了静载及疲劳模型试验，发现锚筒与锚板连接焊缝末端、锚板开槽圆弧倒角处存在严重的应力集中，但其静载及疲劳强度均满足要求。
卫星等[8]针对东沙大桥中采用的外腹板伸出顶板并与锚板焊接的新型连接形式，开展疲劳性能的研究，验证其可以降低应力集中程度，改善结构的抗疲劳性能[9]。
周金枝等[10] 和姚建军等[11]研究厦漳跨海大桥锚拉板疲劳性能及锚下区域应力，结果表明，随着过渡区曲率半径的增大，应力集中区的最大应力减小，塑性区范围也随之发生变化。
曾永平等[12]研究了一种整体式双锚拉板结构的静力及疲劳性能，结果表明，锚拉板仅在其与承压板相交处焊缝存在应力集中，整体构造的受力性能及疲劳性能较好。
骆炜然[13]对丰都长江二桥锚拉板疲劳性能的研究表明，最大主拉应力出现在锚板与锚筒的连接圆弧处。
丁秉昊等[14-15]对乌江大桥锚拉板疲劳性能的研究表明，锚板与锚筒连接焊缝圆弧过渡处存在应力集中，其他位置应力偏低，应力由上往下随拉板宽度增大而减小，锚板与主梁腹板焊缝最大应力出现在内侧圆弧过渡处。
目前，锚拉板式结构多应用于公路斜拉桥，已有研究成果表明，锚拉板与主梁的连接形式、几何构型和构造细节不同时，其受力特性差别较大，且多存在应力集中点。
锚拉板式索梁锚固结构构造参数分析
为 了充ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分 了解锚 拉 板式索 梁锚 固结构 的力 学 特性 ， 改善锚 拉 板 的受力 状态 ， 有必 要对 其进 行构 造 参数 分析 ， 过 调整 各 组 成 板 件 的 几 何 参数 进 通 行 有 限元分 析 ， 以得 到各 参 数 变 化 对 锚 拉板 受 可 力 的影 响规 律 ， 而 为锚 拉 板 式 索 梁 锚 固结构 的 继
１ ． ， １ ５ｒ 边跨 密 索 区索距 为 ６ ０Ｉ ； ｎ ． ｌ全桥 斜拉 索分 ｌ ５种规 格 ； 桥 共 ９ 全 ６根 斜 拉 索 ， 中 最 长 索 长 约 其 １ ８ ７ｒ ， ６ ． 单根 最 大 重量 １ ． ； 拉 索 与 主梁 之 ｎ ４ ６ｔ斜 间采 用锚 拉板 式 的锚 固方 式 ， 拉 板 式索 梁 锚 固 锚
２ １Ｇ ａ 为 了 消 除 边 界 条 件 对 计 算 模 型 的 影 ． Ｐ 。 响， 根据 圣维 南原 理 ， 型 主梁 长度 沿纵 向取 ２个 模
凝 土桥 面板厚 度 ２ ｍ， 用 Ｃ ０高性 能混 凝 土 。 ８ｃ 采 ６
斜 拉索采 用 热挤 聚 乙烯 高 强 钢丝 拉 索 ， 准 索 距 标
少 １ ． Ｐ 。 ６ ５ Ｍ ａ
４ ４ 塑 性 区 半 径 的影 响 ．
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荷载 作 用下锚 拉 板 与锚管 连接 圆弧 区域会 出
现 塑性 区 ， 因此该 处 圆弧半 径也 称 为塑性 区半 径 。
湖蚕 ；
啪蚕 ；Ⅲ
图 ７为不 同圆弧半 径 下锚 拉板 的最 大应力 值 。圆
弧半 径 越 小 ， 力 峰值 越 大 ， 着 半 径 由 ２ 应 随 ０ｍｍ
结合梁结构在桥梁中的应用
结合梁结构在桥梁中的应用苏 丹 卢文良(北京交通大学土木建筑工程学院,100044,北京∥第一作者,硕士研究生)摘 要 桥梁采用结合梁结构,可以提高结构的性能,并且容易实现大跨度。
以湛江海湾大桥、日本浜名湖曲塔大桥、上海轨道交通3号线跨中山北路桥等为例,介绍了结合梁结构在斜拉桥、矮塔斜拉桥、城市轨道交通高架桥、连续梁刚桥、人行天桥中的应用,并对结合梁钢一混结合部的设计、施工方法及养护维修进行了探讨。
关键词 结合梁,结合部,主跨,边跨中图分类号 U448.21+6The Application of Composite B eam in B rid geSu Dan,Lu WenliangAbstract The application of composite beam in bridge will im2 prove the performance of the structure and will easily realize the long spans.This paper introduces the contemporary application of composite beam in bridge,discusses the design,the construc2 tion methods of joint section,as well as the future development of the composite beam bridge.K ey w ords composite beam,joint section,main s pan,side spanFirst2author’s address Beijing Jiaotong University,School of Civil Engineering&Architecture,100044,Beijing,China 钢材和混凝土有不同的力学性能。
湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验
试验模型主要由钢主梁 、锚拉板 、锚固基座和支撑立柱 4个部分组成 (图 2 ( b) ). 由于运输条件限制 , 4个主要部件在中铁山桥集团分别加工 ,然后运至实验室进行组焊. 锚拉板是试验研究的主要对象 ,制造 工艺流程为 :
(1) 锚拉板 、锚垫板 、锚座板 、肋板及锚拉管采用数控切割机精确下料 ; (2) 精确下料后用赶板机赶平 ,严格控制各构件的平面度 ; (3) 对焊接坡口 、锚座板和锚垫板孔等进行机加工 ; (4) 组焊 、修整锚拉管 ; (5) 将锚拉管组焊在锚拉板上 ; (6) 组装并焊接锚拉板加劲肋 ,完成锚拉板主体结构制造. 实验室组装时 ,为保证锚拉板与钢箱梁顶板在水平方向和竖直方向的夹角 ,首先根据夹角大小加工出 有一定坡角的定位板 ,并在顶板放样 ,确定锚拉板与钢箱梁顶板的连接边线 ,然后沿边线焊接一定数量的 定位板 ,使锚拉板与定位板密贴 ,从而保证锚拉板的安装精度. 试验证明 ,该方法制造精度高 、操作方便 ,为 实桥锚拉板与桥面加强板在预拼现场的组焊提供了经验.
湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验
任伟平 , 强士中 , 卫 星 , 王春寒
(西南交通大学土木工程学院 , 四川 成都 610031)
摘 要 :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. 关键词 :锚拉板 ;疲劳试验 ;索梁锚固结构 中图分类号 : U441. 4 文献标识码 : A
湛江海湾大桥空间结构仿真分析_周颖
文章编号:1671-2579(2006)05-0117-03湛江海湾大桥空间结构仿真分析周 颖,黄孝杰,颜全胜(华南理工大学,广东广州 510640) 摘 要:该文针对湛江海湾大桥主桥斜拉桥进行了空间有限元仿真分析,共建立了6部分分析计算模型———全桥杆系模型、全桥板壳模型、主塔实体模型、锚拉板实体模型、主塔锚固区实体模型及钢混凝土结合段模型,并针对各个计算模型给出了相应的结论和建议。
关键词:斜拉桥;空间结构;仿真分析收稿日期:2006-08-20作者简介:周 颖,女,博士,副教授.1 工程背景湛江海湾大桥工程位于广东省湛江市区,是广东省道S373线上跨越麻斜海湾的一座特大桥梁。
大桥主桥采用双塔双索面混合梁斜拉桥结构体系,跨径组合为60+120+480+120+60m 。
大桥全长840m ,通航净空高度超过48.0m ,桥底可通行5万t 级散货轮。
见图1。
大桥设计标准:设计荷载:汽车-超20级,验算荷载:挂车-120。
大桥桥宽28.5m ,桥顶设2%的横坡。
边跨60m 为预应力混凝土梁,并伸过辅助墩顶7m ,主跨及其余边跨为钢箱梁。
斜拉索采用钢绞线拉索,钢箱梁段索距16m ,边跨混凝土梁段索距7.5m ,全桥共有斜拉索112根。
主塔造型似火炬状,中塔柱为图1 湛江海湾大桥桥型布置图(单位:cm )评定试验,而且在生产过程中还增加了产品试板,对焊缝进行了跟踪检验。
锚拉板与桥面板、桥面板与外腹板属厚板十字形对接全熔透焊缝,在焊接处荷载应力和焊接残余应力很大,焊接质量要求高,因此对锚拉板的十字形对接全熔透焊缝做模拟焊接工艺试验,根据焊接试验制定了合适的焊接工艺和焊接方法,同时,按照焊缝的重要程度,规定了施焊顺序,并编写了无损检验规程,以实现对焊缝内部质量的有效检验。
对焊工进行了专门的考试,只有考试合格者方可参加锚拉板的焊接工作。
在施工中,加强了锚拉板焊接质量管理,除要求严格按焊接工艺施焊外,派出专门人员对焊工实施现场监督。
海湾大桥上部工程主要工序安全保障措施
（建筑工程安全）海湾大桥上部工程主要工序安全保障措施20XX年XX月峯年的企业咨询咸上部工程主要工序安全保障措施审批日期-----------------审核日期_________________编制日期-----------------广东省长大公路工程XX公司第壹分公司湛江海湾大桥项目经理部二00四年四月目录第壹章编制依据.............................................. 2 ........ 第二章墩柱施工.............................................. 2 ……第壹节门架施工......................................... 2……第二节墩柱钢筋施工........................................4 •…第三节墩柱模板施工........................................5 •…第四节墩柱混凝土浇注......................................……第三章梁箱施工.............................................. 7……第壹节钢管支架施工........................................7•…第二节箱梁模板施工........................................9 •…第三节箱梁混凝土施工......................................10 •-第四节预应力施工 ........................................ 10…第五节起重吊装 .......................................... 11 •…第六节缆索挂设 .......................................... 12 •…第七节造桥机施工 ........................................ 12…第四章防台风、防雷措施....................................... 13…第壹节防台风措施 ........................................ 13…第二节防雷措施 .......................................... 15 •…第五章高处作业安全措施....................................... 16 •-第壹节基本规定 .......................................... 16 •…第二节临边作业 .......................................... 17 •…第三节洞口作业 .......................................... 18 •…第四节攀登作业 .......................................... 18 •…第五节悬空作业 .......................................... 19 •…第六节交叉作业 .......................................... 20 •…第七节操作平台 .......................................... 21 •…海湾大桥上部结构施工安全技术保障措施第壹章编制依据壹、《全桥施工组织设计方案》；二、《公路工程施工安全技术规程》 ( JTJ076-95 )；三、《建筑施工安全检查标准》 (JGJ59-99 )；四、《建筑施工高处作业安全技术规范》 (JGJ80-91 )；五、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ130-2001 )；六、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ128-2000 )；七、《起重吊装安全技术规程》；八、《建筑安装工程安全技术规程》；九、《中华人民共和国安全生产法》；十、《中华人民共和国建筑法》。
厦漳大桥索梁锚固结构疲劳试验研究
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公 路 工 程
Ｈｉ ｈ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｇ ｗａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ． ７，Ｎｏ ４ １３ ． Ａｕ ｇ． ， ２ ２０ １
厦 漳 大桥 索梁 锚 固结构 疲劳 试 验 研 究
周 金 枝 ，张 帆
锚拉 板 ， 在锚拉 板 上部 开槽 ， 口内侧焊 接在锚 管外 槽 侧 ， 拉 索穿 过锚 管 ， 用锚 具锚 固在锚 管底 部 的锚 斜 并 垫板 上 ， 拉 板 底 部 焊 接 在 主梁 腹 板 上 方 顶 板 上 。 锚
图 １ 厦 漳 跨 海 大 桥 整 体 结 构
Ｆｉｕ ｅ ｌ Ｔｈ ｎｔｇ ａ ｔｕ ｔ ｅ ｏ ａ ｎ－ ｇ ｒ ｅ ｉ ｅ ｒｌｓｒ ｃｕｒ ｆＸｉ ｍｅ Ｚｈａ ｚ ｏ ｉ ｅ ｎｇ ｈ ｕ Ｂｒｄｇ
［ ｙｗ ｒ ｓ ａ ｌ ｇ ｄ ｒ ｎ ｈ ｒｇ ｏ ｅ ａｉ ｅｔｓ；Ｃ ｂｅｓ ｙｄｂｉｇ Ｋｅ ｏ ｄ ］Ｃ ｂｅ ｉ ｅ ｃｏａｅｚｎ ；Ｆ ｔ ｕ ｔ ａｌ－ ａｅ ｒ ｅ －ｒ ａ ｇ ｅ ｔ ｄ
因为 北汉 主桥锚 拉板锚 固结 构 与南汉 主桥锚 拉板 锚 固结 构相 似 ， 以依 据 南 汉 主桥 锚 拉 板 足 尺模 型 试 所 验数 据 ， 对北 汉 主桥 锚 拉板 锚 固结 构 的进行 理 论 计 算 ， 对该 结构 的可靠 性和 耐久 性进 行评 估 。 并 厦漳 跨海 大 桥整 体 结 构 如 图 １所 示 ， 拉 索 与 斜 主梁 之 间采 用锚拉 板式 的锚 固方 式 ， 图 ２所示 ， 如 斜 拉索 在索塔 上锚 固采用 钢锚 梁结 构形 式 。
后宅 处 。大桥 工程 主要 包括 北汉北 引桥 、 北汉 主桥 、
湛江海湾大桥索梁锚固结构足尺模型试验
第４ ２卷 第 ２期 ２ Ｏ ４月 Ｏ ７年
西南交通 Nhomakorabea大
学
学
报
Ｖ ｌ ４ Ｎｏ ２ ｏ－ ２ ．
Ｊ ＯＵＲＮ Ｏ ＨＷ Ｅ Ｔ ＪＡＯＴ ＮＧ Ｕ ＶＥＲ ｎＹ ＡＬ ＯＦ Ｓ ＵＴ Ｓ Ｉ Ｏ ＮＩ Ｓ
Ａｐ ．２ ０ ｒ ０７
ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｆｔ ｅ ｓ ｕ ｔ ｒ ｈ ｕ ｄ ｂ ａｄ ｍｏ ｅ ａｔｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｔ ｃｕ ｅ ｓ ｏ ｌ ｅｐ ｉ ｒ ｔ ｔ ｏ ｉ ｔｅ ｄ ｓｇ ． ｓ ｈ ｒ ｅ ｏ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ｃｂ ｅｇｒ ｅ ｎ ｈ ｒｇ ；ｔｎ ｉ ｎ ｈ ｒｐａｅ ｕｌｓａｅｍｏ ｅ ｅｔ ｏ ｄｂ ａ ｎ ａｅ ； ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｌ・ ｉ ｒａ ｃ ｏａ ｅ ｅ ｓｌ ａ ｃ ｏ ｌｔ ；ｆｌ ｃ ｌ ｄ ｌｔｓ；ｌａ ・ ｅｔ ｇ ｓｆｔ －ｄ ｅ － ｉ ｙ
关键词 ： 索梁锚 固结构 ； 拉板 ； 锚 足尺模型试验 ； 承载安全性 ； 非线性仿真分析 中圈分类号 ：４ ８２ Ｕ ４ ．７ 文 献标识码 ： Ａ
Ｆｕ ｌＳ ａ ｅ Ｍ ｏ ｌＴｅ ｔｏ ｂｌ－ ｒ ｒ Ａｎ ｈｏ ａ ｅ ｏ ｌ ｃ ｌ ｄｅ ｓ ｎ Ｃａ ｅ Ｇｉｄｅ ｃ ｒ ｇ ｆ
文章编号 ：２ ８２ ２ （０ ７ ０ －１８ ５ ０５ －７４ ２ ０ ）２０ ３ － ０
湛 江海 湾 大 桥 索梁锚 固结构 足 尺 模 型 试 验
王子健 ， 卫 星， 李小珍 ， 李 俊 ， 强士 中
（ 西南 交通 大学 土木工程学 院 ， 四川 成都 ６ ０ ３ ） １０ １
Ａ ｓｒ ｃ：Ｂ ｋ ｇＺ ａｊ ｎ ｕｆ ｒ ｇ ｓｔｅｒｓａｃ ｂｅｔ ｕｌ ｃｌ ｍ ｄ ｌｅ ｔｏ ａ ｌ－ ｂ ｔ ｔ ｙｔ ｉ ｈｎｉ ｇｇｌ ｂ ｄ ｅａ ｈ ｅｅｒｈｏｊｃ，ａｆｌ ｓａ ｏ ｅ ｔ ｒｃｂｅ ａ ａｎ ａ ｉ ｅ ｓｆ
汕头海湾大桥悬索桥施工技术有关规定
汕头海湾大桥悬索桥施工技术有关规定第一节一般规定1.1本规定是为汕头海湾大桥而制定的，适用于预应力混凝土加劲箱梁和钢梁混凝土塔（索塔）类型的悬索桥施工。
1.2模板、钢筋、混凝土、预应力混凝土、砌体、钢结构以及构件安装工程，除应满足本规定的要求外，尚需符合“公路桥涵施工技术规范”之有关规定。
“无粘结预应力混凝土结构体系设计和施工规程”的有关规定。
1.3施工单位应与设计单位密切配合，除做好技术交底外，还应做好各项施工测试工作，掌握必要的数据，严格控制施工质量。
1.4施工单位应组织有关人员对设计文件进行全面了解和研究，并进行必要的施工调查（如水文、气象、航运等）。
1.5施工时应与当地气象和水文站取得联系，随时掌握气象和水文预报资料，及时做好防护工作。
1.6对通航河道还应与航运部门联系，做好施工防护，确保安全。
1.7处于台风、地需地区的桥梁，施工时要注意安排好工期，做好防台、防震工作。
1.8主塔（索塔）、主梁（加劲箱梁）、主缆（主索）和锚碇各主体工程施工，应根据其不同的结构形式、各不同受力阶段的控制条件、施工环境、工期要求、施工技术和设备等因素，编制实施性施工组织设计、施工工艺和施工试验项目等文件，并做好辅助施工设计。
1.9认真填写各项施工记录和工程日志，严格隐蔽工程和大型临时及设施的检查签证工作。
1.10要重点安排好主梁（加劲箱梁）的预制、存放、下河、运输和主缆（主索钢丝束制作等工程项目的施工场地、工序之间的衔接以及配套设施。
1.11桥位测量除应满足“公路桥涵施工技术规范”第二章第二节之规定外，对复测桥位（包括锚碇位置）的测量精度，还需满足下述要求：1.12施工测量必须执行复核校对制度，应选用有足够精度，并经严格标定的仪器、工具，用两个或两组独立的方法进行测量，以便相互校对。
施工与制造单位的测量仪器也应进行校对。
第二节锚碇2.1本桥根据地形条件,采用重力式嵌固锚碇。
2.2为避免新鲜岩石过早暴露，宜采用两次开挖，第一次开挖至设计高程以上0.5m 左右，第二次（混凝土浇注以前）再开挖至设计高程，开挖过程均应注意坑壁外露面的防护，并做了基坑排水工作。
斜拉索主梁锚固合理构造设计
收稿□期：2020-09-07作者简介：田波（1974_),男，硕士，教授级高级工程师, 从事公路规划勘察设计工作。
本项目钢主梁采用工字钢主梁+混凝土桥面板 的组合梁结构。
斜拉索与钢主梁之间的锚固连接是 设计的关键问题。
索梁锚固结构是一个局部应力大、 传力复杂的区域，它要将从斜拉索传递来的巨大索 力分散到主梁截面。
设计时应尽量使力线流畅，避免1索梁锚固构造的选择DOI : 10.16799/j .cnki .csdqyfh .2021.05.035斜拉索主梁锚固合理构造设计田波，宋路兵(四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川成都610041)摘要：宜宾南溪（仙源）长江大桥是国家规划的长江干线新建过江通道重点项目。
主桥采用五跨280 m +572 m +(72.5+63+53.5)m 双塔双索面非对称混合梁斜拉桥。
针对斜拉索在组合梁上的锚固，选用锚拉板结构。
主要介绍铺拉板结构的合理构造、计算分析和关键施工要点等关键技术。
关键词：斜拉桥；锚拉板；合理构造 中图分类号：U 448.27文献标志码：B0引言宜宾南溪（仙源）长江大桥跨越长江，按双向四 车道公路桥设计，预留六车道通车能力，两侧设置人 行道，设计荷载为公路_ I 级、人群荷载2.5 k N /m 2。
主桥采用五跨 280 m +572 m +(72.5+63+53.5)m 双塔双索面非对称混合梁斜拉桥。
主跨及北岸边跨 主梁采用混合梁，南岸边跨主梁采用混凝土主梁， 北岸边中跨比0.49,南岸边中跨比0.33。
组合梁主 梁段斜拉索间距13.5 m ,混凝土主梁斜拉索间距 9.0 m ,钢混过渡段设置于南岸主塔中跨侧。
桥面全 宽30.5 m (含拉索空间），主梁中心高度3.5 m 。
大桥 桥孔布置见图I 11-51。
立面_____________1041钢主梁横梁腹板中心线1(c )锚拉板连接图2常见的索梁锚固型式图根据对上述三类锚固形式总体分析如下：(1 )从传力行为来看：锚箱式连接是通过锚箱底 板、承压板将索力传递给钢梁腹板;耳板式连接是直文章编号：1009-7716(2021 )05-0116-03出现过大的应力集中现象。
大跨度斜拉桥的索梁锚固区非线性受力分析
出， 利用 Ａ Ｓ Ｓ 限元程 序建 立包含钢 箱梁节段 的索梁锚 固区实体模型 ， ＮＹ 有 同时考虑材料非线性 和接触非线性 ， 实现该局 部的空 间 受力分析 。明确 索梁锚 固区传 力途径和可靠性 ， 为设计提供 理论依 据。
关键词 ： 索梁锚 固区， 有限元 ， 材料非线性 ， 接触非线性 ， 数值 模拟 中图分 类号 ：４ ８ ２ Ｕ ４ ．７ 文献标识码 ： Ａ
大 跨 度 斜 拉 桥 的 索 梁 锚 固 区 非 线 性 受 力 分 析
郑 建 中
《 安徽省交通 投资集 团有限责任公司 ， 安徽 合肥 ２０８ ） ３ ０ ８
摘
要： 以安 徽省徐 明高速公路 五河定淮 大桥 主桥 为研 究背景 ， 针对大跨度斜拉桥索梁锚固区受力集 中、 构造复 杂、 非线性 行为突
，
．
收稿 日期 ：０ ２ ｏ －２ ２ １ ． ３２ 作者 简 介 ： 郑建 中 （９４ ， ， 级 工 程 师 １６ 一） 男 高
，
￣ｅ ｌ ｕ ｇａ ｅ ｓ ｃ ｏ ｅｏ ｍａｉｎ ｏ ｉ ｇ ｔ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ｉ ｂ ｓｃ ｌｙｓ ｍｍｅｒ ，ａ ｄ ｔ ｅｄ ｆｒ ｔ ｎ ｏ ｄ ｌ ｄ ｔ ｏ ｌｔｒｌｓｄ ｓａ ｅｒ ｔ ｅ ｉ ｍａ ｓ ｂ ｒ ｄ ｅ ｔ ｎ ｄ ｆ ｒ ｔ ｗ ｎ ｅ ｒ ｕ ｋ ａ ｉａ ｙ ｉ ｏ ｏ ｈ ｓ ｌ ｔ ｃ ｎ ｅｏ ｍａ ｉ ｍｉｄ ｅ ａ ｅａ ｉｅ ｌ ｈ ｒｂ ｇ ｉ ｈ ｏ ｆ ｎ ｗ ａ ａ Ｋｅ ｒ ｓ ｅｓ ｃ ｌ ａ ，ｓ ｂ ｒｄ ，ｄ ｎ ｍ ｃ ｒｓ ｏ ｓ ，ｄ ｆ ｒ ａｉｎ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓａ ｉ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｉｍｉ ｏ ｄ ｕ ｇａ ｅ ｙ ａ ｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｅｏ ｍ ｔ ｒ ｐ ｒｙ ｔｂｌ ｙ ｏ ｉ
超大跨径斜拉桥钢结构疲劳监测与评估
２ ４ ｍｍ 两 种厚 度 ， 顶 板 设 置 了 ８～１ ０ ｍ ｍ 厚 的Ｕ型
加劲肋 ； 底 板 在 顺 桥 向 不 同 区段 采 用 了 １ ２～ ２ ４ ｍｍ 不 同 的厚 度 ， 并 设 置 了 ６～８ ｍ ｍ 厚 的 ｕ型 加 劲 肋 。 钢 箱 梁 内设 置 了横 隔板 ，其 标 准 间距 为 ４ ０ ０ ｃ ｍ。 非 吊点 处横 隔板 一 般 为 １ ０ ｍｍ厚 ， 拉 索 吊 点处横隔板采用变厚度 ，即外腹板附近为 １ ６ ｍ ｍ 厚、 中 间为 １ ２ ｍｍ厚 。钢箱 梁 内设 置 两 道纵 隔板 ， 除 竖 向支 承 区 、压 重 区 和 索 塔 附 近 梁 段 采 用 实 腹 板式外 ， 余均为桁架式。斜拉索在主梁上的锚 固采 用锚箱式 ， 锚箱安装在 主梁腹板外侧 ， 并与其焊成 体 。 主梁 采 用 Ｑ ３ ７ ０ ｑ Ｄ和 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 材 ， 钢 材 屈 服 强 度 及 其 相 关 容 许 应 力 随 板 厚 变 化 根 据 Ｇ Ｂ ／ １ ＿ ７ １ ４ —２ ０ ０ ０规定 执 行 。 索塔 采 用倒 Ｙ形混 凝 土 塔， 上 塔 柱 为 对 称 单箱 单 室 断 面 ， 壁 厚 在 斜 拉 索 锚 固面为 １ ０ ０ ｃ ｍ， 非锚 固面为 １ ２ ０ ｃ ｍ。 斜 拉 索 在 索 塔 上 的锚 固 ， 第 １ ～３对 直 接锚 固在 上 塔 柱 的混 凝 土底座上 ， 其他采用钢锚箱锚 固。钢锚箱包裹在上 塔 柱 混 凝 土 中 。 钢 锚 箱 采 用 节 段 制 作 ，节 段 长
２ ０ １ ３ 年７ 月第 ７ 期
城 市道 桥 与 防 洪
管理施工 ２ ０ ９
超 大跨 径斜拉桥钢 结构疲 劳监测 与评 估
何 江
（ 中国 中铁七局 集 团第三 工程 有限公 司 ，陕 西咸 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ）
公路运输
是 由于地层条件和施工等 因素 的影 响， 使得开挖面支护压 力的设 定和控制较 为 困难，合理 的确 定开挖面支护压力是盾 构掘进施工 中一项关键技术 ，开挖面支 护压 力大小 的控 制应该保证不至于压力 过低发 生开挖面坍塌 ，同时又不能压力 过大而发生 隆起破坏 ，因此 目前开挖面 支护压 力研究 中很大部分研究侧重于开 挖 面极 限支护压力 的确定 ．随着计算机 技术 的发展 ，数值模拟计算可 以模拟盾 构法复杂 的地下开挖施工过程 ．文章采 用数值模拟方法 ，研究 了地下水位和土 层参数对开挖面极 限支护压力的影响， 给 出了合理的开挖面支护压力，并结合 工程实例进行 了分析，得出 了一些有 用 的结论，对盾构法隧道 施工 中合理的 确定支护压力的大小具有一 定的指导作 用 ．图 ７ ５ １ 表 参 ０ 关键词：盾构隧道 ；开挖 面；数值解 ； 支护压 力
０ １ １ １ ７０９２ ５ ０ ・１ ８ ０
动载测试 与小波分析在桥 梁结构损伤诊 断中的联合应用 ＝Ｃ ｍｂｎ ｐ ｌ ａｉｎ ｏ ｉｅ ａｐｉ ｔ ｄ ｃ ｏ
ｏ ｙ ａ ｃ ｌａ ｉｇ ｔｓ ｎ ｄ ｆ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｄ ｎ ｅ ｔ ｇ ａ ｗａ ｅ ｅ ｉ ｎ ｖ ｌｔ
— 。
４～ ４５ ３
２ ０ ，３ （０ ． ．８ ７ ， ９ ０ ６ ９１ ） ６ ～ ３ ｌ —
针对锚拉板式索梁锚 固结构部分区域应 力集 中严重 ，疲劳性能不 明确等 问题， 对湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固结构 分别进行 了足尺 比例静载和疲劳模型试 验 ，研究 了其结构特点、制造工艺、应 力集 中程度 、塑性区大小和分布、关键 构造细节的疲劳性能等．通过有限元计 算 ，对影响结构性能的一些重要参数进 行 了分析．研 究结果表 明，该结构部分 区域存在一 定程 度的应力集 中，在 １ ． ７ 倍设 计荷 载 作用 下个 别 区域 出现 了 屈 服，经循环加载疲 劳试验 结构关键部位 未发现疲 劳裂纹 ，结构 的静承载 力和疲 劳性 能均 能满足设计要求 ，并具有一定 的安全储备 ．研究结果 为类似结构的设 计提供 了可靠 的参考数据 ，并对结构参 数优化 、改善结构受力性能等具有一定 的指导意义．图 ６ ４参 ８ 表 关键词 ：锚拉板 ；斜拉桥 ；索梁锚 固结 构 ；传力机理 ；疲劳性能 ；应力集中
地锚式悬索桥主缆锚固系统疲劳性能试验
文章编号：１６７３－６０５２（２０２０）０９－００１０－０５ ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｂｆｊｔ．２０２０．０９．００３地锚式悬索桥主缆锚固系统疲劳性能试验鲁薇薇（辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市 １１０１６６） 摘 要：主缆锚固连接器在承受主缆成桥索力的同时仍需承受疲劳荷载作用，为了掌握其在桥梁设计荷载作用下疲劳性能，结合电阻应变、光纤光栅测试技术及磁粉探伤技术，对原型主缆锚固连接器组件开展２００万次疲劳荷载性能试验检测。
试验检测结果表明：经过２００万次循环荷载作用，连接器组件中连接器平板、索股锚头表面状况良好；连接器组件中ＭＪ６８拉杆静力、疲劳性能无明显变化；连接器组件完好未发生疲劳破坏，可以满足实际工程桥梁的使用要求。
关键词：地锚式悬索桥；主缆锚固系统；原型连接器组件；疲劳荷载性能；试验检测中图分类号：Ｕ４４８．２５ 文献标识码：Ａ 地锚式悬索桥主缆锚固系统是将主缆索股拉力传递给锚块的传力体系。
锚固系统主要分为预应力锚固系统和型钢锚固系统［１－２］，既有悬索桥大多采用预应力锚固系统［３］。
预应力锚固系统中高强钢拉杆锚固系统在我国地锚式悬索桥中已有工程应用，主跨１１００ｍ单跨悬索桥泸定大渡河特大桥采用高强钢拉杆锚固系统［４］。
高强钢拉杆锚固系统由索股锚固子系统和钢拉杆子系统组成，索股锚固子系统中的连接器组件负责将主缆索股拉力传递给钢拉杆子系统，因此在承受主缆成桥索力的同时仍需承受活荷载产生疲劳荷载作用，但对连接器组件疲劳性能方面的研究相对较少。
为检验地锚式悬索桥原型连接器组件在实际工程桥梁设计疲劳荷载作用下工作性能，对原型主缆锚固连接器组件开展２００万次疲劳荷载性能试验检测。
１ 疲劳性能试验设计１．１ 连接器组件主缆锚固连接器由连接器平板、２根２．５ｍ长ＭＪ６８拉杆和索股锚头，通过４个ＭＪ６８螺母、４个ＭＪ６８锁紧螺母、２个ＭＪ６８平垫圈（索股锚头端）、２个ＭＪ６８内球面垫圈与２个ＭＪ６８外球面垫圈（连接器平板端）组装而成。
锚固疲劳试验
图" 锚固系统 图! 无粘结钢丝束断面
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结预应力砼结构技术规程 （ R;RS$."Q.T） 的有关规定。 & 试件制备 无粘结预应力筋试件采用 !’&* 级 U!’ 无粘结钢丝束， 其 断面如图 ! 所示。配套锚具采用三片式夹 片 锚 具。无 粘 结
&#
低
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建
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术
（总第 (, 期） %##! 年第 & 期
筋试件长度取 !!"#$$， 锚具间无粘结长度为 !###$$。无粘 结筋与锚具组成的锚固系统如图 % 所示。 静载下常温疲劳和低温疲劳试验各用一组试件， 每组均 有 & 根试件。为保证可比性， 每组的第一号试件均由同一根 无粘结筋上截取， 即将一根长为 &’(#$$ 无粘结筋截成 & 段， 每段长为 !!"#$$。同样， 每组的第 % 号、 第 & 号试件也照此 办理。 ! 试验装置 静载试验是在东北林业大学结构试验室进行的， 疲劳试 验是在国家地震局哈尔滨工程力学研究所进行的， 该所的疲 劳试验机只能产生压力， 为了能对试件产生拉力并防止产生 偏心， 课题组与工力所及东北林业大学机械厂的工程技术人 员共同研制了一种连接器， 保证了试验的顺利进行。 为了使试件在 ) ’#* 下进行试验， 我们自制了以苯板为 隔热材料的低温箱， 试验时将整个试件放在低温箱中。该低 温箱主要是用半导体制冷器件制冷， 在箱壁内侧共嵌入 !" 个半导体制冷器件， 通电后即能产生制冷效果。半导体制冷 器件在制冷时产生的热量由特别设计制造的铝制热交换器 通过循环冷却水带走， 达到二级制冷的目的。理论上这种制 冷方法可使箱内温度降至 ) +#* 。但在本次试验中， 由于我 们所使用的半导体制冷器功率不够大， 加之低温箱不可能做 到绝对密封， 因而实际制冷效果未能达到预期的温度。为了 确保低温箱内的温度达 ) ’#* 以下， 在低温箱顶部设一可开 启的投料口， 通过此口投入干冰， 协助降温， 这样便可以迅速 达到所需的低温状态。试件上、 下端锚具表面和试件中部表 面三个点的温度用电子感应温度计测量， 精度很高。经测 量， 在 整 个 试 验 过 程 中， 试件下端和中部温度均能达到 最低达 ) "&* 。上端因留有干冰投料口， 关闭 ) ’#* 以下， 时亦密封不严， 加之试件周围干冰不如下端多， 因而温度较 高， 通常在 ) ,* 左右。 " 加载方案 静载锚固性能试验 分五级加载， 前三级每 级 荷 载 增 量 为 ,#-.， 第四级为 最后一级加至试件破断。 ’#-.， "#% 疲劳锚固性能试验 《无粘结预应力混凝土结构技术规程》 规定， 无粘结预应 力筋— — —锚具组装件的疲劳锚固性能应通过试验应力上限 应力幅度取 !$/0 取预 应 力 钢 材 抗 拉 强 度 标 准 值 的 ",1 ， 循环次数为 %## 万次的疲劳性能试验。 (#.2$$， 所做的常温和低温疲劳锚固性能试验， 即按上述规定取 试验应力的上限值和幅值。加载速度为每秒 ( 次 （即 (34） ， 这样， 达到 %## 万次循环， 为获得经疲劳加载后无粘结预应 力筋— — —锚具组装件的锚固性能， 加载 %## 万次循环以后， 加静载至组件破断， 每个试件需要 "56, 小时， 通常要连续工 作三天两夜。做完全部 " 个试验， 历时月余， 耗费了大量人 力和电力。 & 试验结果 通过试验观察到， 无粘结预应力筋—锚具组装件在常温 "#$
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试验模型选取的关键是确定钢箱梁的宽度和长度. 首先 ,建立实桥钢箱梁梁段有限元模型进行分析 , 了解结构应力分布特点 ;然后 ,以试验模型关键细节处的应力能反映实际结构应力为目标 ,根据试验模型 设计的一般原则 ,综合考虑各种因素 ,反复调整模拟钢箱梁的长度和宽度 ,最终确定合理的试验模型. 确定 的试验模型钢主梁长 8 500 mm ,宽 1 600 mm ,高 1 535 mm ,锚拉板尺寸与实桥设计相同. 试验模型的材质 、 板厚度 、焊缝施工工艺等与实桥结构相同.
试验模型主要由钢主梁 、锚拉板 、锚固基座和支撑立柱 4个部分组成 (图 2 ( b) ). 由于运输条件限制 , 4个主要部件在中铁山桥集团分别加工 ,然后运至实验室进行组焊. 锚拉板是试验研究的主要对象 ,制造 工艺流程为 :
(1) 锚拉板 、锚垫板 、锚座板 、肋板及锚拉管采用数控切割机精确下料 ; (2) 精确下料后用赶板机赶平 ,严格控制各构件的平面度 ; (3) 对焊接坡口 、锚座板和锚垫板孔等进行机加工 ; (4) 组焊 、修整锚拉管 ; (5) 将锚拉管组焊在锚拉板上 ; (6) 组装并焊接锚拉板加劲肋 ,完成锚拉板主体结构制造. 实验室组装时 ,为保证锚拉板与钢箱梁顶板在水平方向和竖直方向的夹角 ,首先根据夹角大小加工出 有一定坡角的定位板 ,并在顶板放样 ,确定锚拉板与钢箱梁顶板的连接边线 ,然后沿边线焊接一定数量的 定位板 ,使锚拉板与定位板密贴 ,从而保证锚拉板的安装精度. 试验证明 ,该方法制造精度高 、操作方便 ,为 实桥锚拉板与桥面加强板在预拼现场的组焊提供了经验.
3 试验结果及分析
为了解试验模型的应力分布规律 ,给应变测点布置提
供参考 ,进行了有限元分析. 分析采用有限元软件 ANSYS,
四节点三维壳单元 shell181,试验模型局部单元离散如图
3所示. 有限元分析结果表明 :
(1) 锚拉筒与锚拉板连接焊缝末端 、锚拉板开槽圆弧
倒角处 (A , B 区 )存在较严重的应力集中 ,应力最大值出
由于试验模型总体尺寸较大 ,不能放入试验加载框架内直接加载 ,因此设计了加载横梁 ,利用加载横 梁的一个反力点施加荷载. 为方便加载 ,设计了锚固基座与支撑立柱 ,将钢主梁倾斜放置 (钢主梁轴线与 地面夹角为 68. 177°) ,使斜索中心线与地面垂直 ,总体布置如图 2所示. 试验时 ,应考虑加载横梁变形和 板件间隙等产生的位移量 ,如果位移过大 ,可能导致试验机加载频率过低 ,甚至无法加载.
第
42卷 第 1期 2007年 2月
西 南 交 通 大 学 学
JOURNAL OF SOUTHW EST J IAOTONG
报 UN IVERS
ITY
Vol. 42 No. Feb. 2007
1
文章编号 : 025822724 (2007) 0120049206
收稿日期 : 2005210228 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (50278079) 作者简介 :任伟平 (1979 - ) ,男 ,博士研究生 ,研究方向为钢桥疲劳与稳定 ,电话 : 13882185860, E2mail: r西 南 交 通 大 学 学 报
( School of Civil Eng. , Southwest J iaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstract: In order to assess the fatigue performance of the key connection details of tensile anchor p lates in cable2beam anchorage zones, a full2scale model fatigue test of the tensile anchor p lates of Zhanjiang gulf bridge was conducted. ANSYS, a finite element software, was used to analyze the structural behavior to guide the fatigue test. The analysis and test results show that the concentration of stresses at the end of fillet welds between the tensile anchor p late and the tensile anchor tube is obvious, and the maximum p rincipal tensile stress occurs in the stress concentration region. In addition, no fatigue cracks were found in the test under the condition of the fatigue load designed. This show s that the fatigue life of these connection details can satisfy the design requirement. Key words: tensile anchor p late; fatigue test; cable2beam anchorage
第 42卷
撕裂 ,也是一种非常危险的缺陷. 因为在循环拉应力作用下 ,断续的单个层状撕裂很快扩展 、聚合 ,形成一 条大裂纹 ,可能使结构突然破坏 [3 ]. 该桥桥面加强板采用抗层状撕裂钢 ,通过疲劳试验了解其在循环荷载 作用下的性能也是研究内容之一.
图 1 湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固型式 Fig. 1 Tensile anchor p late in the cable2beam anchorage zones of Zhanjiang gulf bridge
2 试验荷载
疲劳荷载幅值及对应的循环加载次数是工程结构疲劳寿命评估的重要参数. 我国相关设计规范对桥 梁构件疲劳荷载谱的计算没有明确规定 ,仅在《公路桥涵钢结构及木结构设计规范 》( JTJ025—86 )中指 出 ,验算结构的疲劳强度时 ,应根据桥梁实际行车情况 ,选用实际经常发生的荷载组合中的车辆荷载进行 计算. 根据湛江海湾大桥的设计交通状况 ,参考 BS5400, AASHTO 和 Eurocode 3等相关国际规范对桥梁设 计疲劳荷载的规定 [ 6～8 ] ,通过荷载历程计算 ,可求得在桥梁设计寿命 ( 100 a)内与 MM13 锚拉板相连斜索 承受的设计疲劳荷载频谱值. 运用 M iner线性累积损伤理论 ,即可确定试验模型 200万次循环加载对应的 等效疲劳设计荷载幅值为 760 kN.
现在该区域 ,最大主拉应力为 39. 63 M Pa;
(2) 沿锚拉筒与锚拉板连接焊缝 ,应力由下向上 (沿
斜索中心线方向 )逐渐减小 ,焊缝上端部主拉应力已经降 至约 10. 00 M Pa;
图 3 有限元计算模型 Fig. 3 The 3D finite element model
(3) 锚拉板中部主要受拉 ,应力相对均匀 ;
试验模型的荷载状况和边界条件等进行校核. 静力试验荷载为疲劳试验荷载的最大值 ( 810 kN ) ,荷载分
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西 南 交 通 大 学 学 报
第 42卷
级为 : 50 kN → 202 kN →354 kN →506 kN → 658 kN → 810 kN →658 kN →506 kN →354 kN →202 kN →50 kN.
湛江海湾大桥锚拉板式索梁锚固区疲劳试验
任伟平 , 强士中 , 卫 星 , 王春寒
(西南交通大学土木工程学院 , 四川 成都 610031)
摘 要 :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. 关键词 :锚拉板 ;疲劳试验 ;索梁锚固结构 中图分类号 : U441. 4 文献标识码 : A
(4) 由于截面面积逐渐变大 ,锚拉板下部应力明显下降 ,多数区域的主拉应力降到 20. 00 MPa以下 ;
(5) 锚拉板底部右端圆弧过渡区 (C区 )及 D 区也存在一定程度的应力集中.
3. 1 静力试验
疲劳试验前进行了静力试验 ,主要了解模型各部件加载后位移的变化 、应力分布和测点工作状况 ,对
Fa tigue Test of Ten sile Anchor Pla tes in Cable2Beam Anchorage Zones for Zhan jiang Gulf Br idge
R EN W eiping, Q IAN G S h izhong, W E I X ing, WAN G Chunhan
广东湛江海湾大桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥 ,跨径为 120 m + 480 m + 120 m ,全桥共有 112 根斜 索 ,主梁为全焊钢箱梁 ,索梁锚固型式为锚拉板式. 这是我国首次在大跨度全焊钢箱梁斜拉桥中采用锚拉 板式索梁锚固结构. 该索梁锚固结构的特点 ,是将一块厚钢板作为锚拉板 ,在锚拉板上部开槽 ,槽口内侧焊 接在锚筒外侧 ,斜拉索穿过锚筒并用锚具锚固在锚筒底部的锚垫板上 ,锚拉板底部焊接在主梁外腹板上的 钢箱梁顶面 ,如图 1所示. 这种锚固方式传力路径明确 ,构造简单 ,施工 、检查和维修方便 ,但部分区域应力 明显集中 ,一些关键构造细节的疲劳强度还有待研究 [ 1, 2 ]. 为确保结构安全 ,给设计 、施工和后期维护提供 指导 ,对该桥锚拉板式索梁锚固结构进行了足尺模型疲劳试验.