拉索锚固

拉板式锚固结构
构造特点：
一、采用楔形承压垫板能适应各斜拉索横向倾角的不同， 可以使腹板采用固定倾角，降低了制造难度
二、构造简单，便于安装和日常检修，但锚固系统外露不 美观
三、对结构材质没有特殊的要求，一般桥梁用钢即可满足 四、拉索只能在塔端张拉
传力途径：
斜拉索一锚拉筒一锚拉板一钢箱梁
拉板式锚固结构
锚箱式锚固结构
锚箱式锚固结构
锚箱式锚固结构
锚箱式锚固结构
锚箱式锚固结构
锚管式锚固结构
• 结构构造
锚管式连接是在主梁或纵梁的腹板上安装一根钢管，斜拉 索锚固于钢管内，索力通过钢管传递给主梁或纵梁的腹板。
锚管式锚固结构
构造特点：
采用楔形承压垫板能适应各斜拉索横向倾角的不同 拉索减振可以使用内置式阻尼器，并能保证阻尼器牢固地连接在 主梁上，能充分发挥阻尼器的作用 锚头裸露于梁底，使用过程中日常检修不方便，也不美观 斜拉索在锚管出口处容易与管壁相碰 对结构材质没有特殊的要求，一般桥梁用钢即可满足 拉索在塔端和粱端张拉皆可
桥名 苏通长江大桥 昂船洲大桥 鄂东长江大桥
诺曼底大桥
仁川大桥 上海长江大桥
Rion-Antirion
Øresund 杭州湾跨海大 桥 香港汀九大桥 济南黄河大桥
Farφ-Falste
主跨(m) 1088 1018 926 856 800 730
560
490 448
448 386
290
锚固形式 内嵌式 内嵌式 内嵌式 外露式 内嵌式 内嵌式
索梁锚固 索塔锚固 主缆和吊杆之间的连接
索梁锚固节 点
散索鞍座加 锚固梁式
锚箱式锚固 结构
锚管式锚固 结构
销铰式锚固 结构
拉板式锚固 结构
散索鞍座加锚固梁式 太和川大桥和丰里大桥（日本）
散索鞍座加锚固梁式
构造特点： 它的构造特点为斜拉索在散索鞍座上分股，每股用一 个锚头锚固在锚固梁上
传力特点： 在力的传递方面，索力以剪力的方式由锚固梁传到主 梁腹板。
同 斜拉索减振可以使用内置式阻尼器，并能保证阻
尼器牢固地连接在主梁上，能充分发挥阻尼器的作用 对结构材质没有特殊的要求 拉索锚头置于风嘴内，景观效果好，但检查维修
不便 拉索在塔端和梁端张拉皆可
传力途径： 斜拉索一锚垫板一锚箱承压板一锚箱顶底板一钢
箱梁
锚箱式锚固结构
受力特性： 索力主要以剪力的形式传递到主梁腹板和顶板上，焊缝
传力路径：
斜拉索一锚管一腹板一钢箱梁
锚管式锚固结构
受力特性：
一、索力通过钢管与腹板之间的焊缝传递给主梁 二、索力的水平分力通过锚管、上下盖板和主梁腹板 均匀地扩散传递 三、索力和腹板没有偏心距，不存在面外弯矩 四、拉索作用端钢锚管的应力较大，沿钢锚管的轴线 方向逐渐减小 五、钢梁腹板和锚管所承受的压应力较大，可通过加 大钢管附近主梁腹板和锚管厚度的措施来解决
受力特性：
一、通过锚拉筒与拉板间的焊缝将索力传递给锚拉板，再 通过拉板与钢梁顶缘的焊缝，将索力传递给钢梁
二、拉板与锚拉筒、拉板与主梁顶板间焊缝是受力的关键， 但应力集中非常严重，尤其后者受竖向拉应力、纵向剪应力 和纵向拉应力共同作用，应力状态复杂。因此，对焊缝质量 应严格要求，进行静载和疲劳评定
三、为确保索力均匀地传给主梁，与拉板连接区域的主梁 上翼板需加厚，拉板和锚拉筒厚度需要加大
铰接型锚固形式
斜拉索采用外露锚头，锚头用铰与索塔连接，在连 接处，带有眼孔的斜拉索锚头通过销钉连接在塔冠支座 的肋板上。斜拉索不能滑动，但能转动。瑞典 Stuomsund桥及德国的一座人行斜拉桥即采用这种锚固 形式。
主缆与吊 索的锚固
四股骑跨 式
两股销铰 式
四股骑跨式
采用四股骑跨式时，索夹 按左右分成两半，并在索 夹的上下方用水平高强预 应力杆夹紧连在一起。
无连接件 剪力钉 刚性剪力钉
鞍座型锚固
大截面斜拉索
小截面斜拉索
均于早期斜拉桥上采用
采用支承板式的锚固结构
结构特点：
拉索通过钢垫块支承于两侧塔壁的抗剪钢板上 钢板与顺桥向钢结构焊接，拉索索力直接通过抗剪 钢板及顺桥向钢结构传至塔壁上
注意事项:
需设置承受水平力的钢结构，支承板以传递剪力为主 要认真处理好承压支承面的平整度和局部应力集中等 问题
销铰式锚固结构
应力分布特点：
一、耳板销孔前半周的应力最大 ； 二、耳板在腹板以上部分远离销孔侧，应力分布较均 匀，沿斜拉索方向逐渐增大的趋势，耳板在腹板以内部分， 应力分布总体呈现从左至右，从下向上逐步增大的趋势； 三、在材料的弹性范围内，耳板的应力并不随外荷载 按比例地增长 四、主梁腹板上的应力在耳板周边位置处较大；因此 要求钢材具有很高的屈服强度
钢锚梁锚固
结构特点：
内置式钢锚箱设置于索塔混凝土结构部分内部，索 塔从上到下为完整简体
外露式钢锚箱设置于索塔混凝土部分中间，顺桥向 将索塔分为两个“C”形状的半围合截面，可以从索塔外 看到钢锚箱
钢锚梁锚固
受力特点：
内置式钢锚箱的剪力钉主要传递索塔和钢锚箱之间 沿索塔高度方向的剪力，与钢锚箱相连的混凝土索塔内 壁直接承受钢锚箱传来的斜拉索部分水平分力
锚管式锚固结构
钢箱梁索梁锚固1∶2 试件
锚管式锚固结构
试件加载示意图
销铰式锚固结构
销铰式连接主要有以下两种构造：
拉板与腹板通过摩 擦型高强螺栓连接
腹板在拉索处局部 加厚，并向上延伸
销铰式锚固结构
构造特点：
螺栓连接式可将耳板设计为楔形以适应各斜拉索横向倾角 的不同；而腹板延伸式为适应各斜拉索横向倾角的不同，需要 在拉索锚头处采取特殊的措施。
采用环向预应力的塔内锚固
适用于混凝土空心截面塔柱
采用环向预应力的塔内锚固
结构特点：
当索塔横桥向尺寸与索力均较小，且拉索为单股索时， 只需在索塔侧壁内设置预应力筋束；
当索塔横向尺寸较大、拉索为横排的双股钢索时，需在 索塔侧壁，前墙上均设置预应力筋束；
当索塔横向尺寸和索力均较大，且拉索为横排的双股钢 索时，除在索塔侧壁、前墙都设置预应力筋束外，还应增设 纵向中间隔板。
由于斜拉索离桥面较高，不能保证将阻尼器牢固地连接在 主梁上，采用内置式阻尼器抑制拉索振动效果不理想。
在耳板销孔附近有极大的应力集中，需要高强钢材 构造简单，便于安装和日常检修，但锚固系统外露不美观。 拉索只能在塔端张拉。 传力途径：斜拉索一销铰连接件一锚固耳板一腹板一钢箱梁
销铰式锚固结构
受力特性：
适用范围： 散索鞍座加锚固梁的锚固形式多用于稀索斜拉桥。
锚箱式锚固结构
• 结构构造
N1,N2-锚箱顶底板 N3-承压板 N4,N5-锚箱加劲板 N6-箱梁内侧与锚垫板对应位置的加劲板 N7-箱梁内侧与锚箱腹板左终点对应位置的竖向加劲板
锚箱式锚固结构
构造特点： 采用楔形承压锚垫板适应各斜拉索横向倾角的不
拉板式锚固结构
桥名 苏通长江大桥 多多罗大桥 诺曼底大桥 上海长江大桥 南京长江三桥 南京长江二桥 青州闽江大桥 舟山桃夭门大桥 汕头尝石大桥 安庆长江大桥 湛江海湾大桥 杭州湾跨海大桥
灌河大桥 哈尔滨松花汀大桥
天津海河大桥 深圳湾公路大桥
跨径/m 1088 890 865 730 648 628 605 580 518 510 480 448 340 326 310 180
两股销铰式
采用两股销铰式时，索 夹按上下方向分成两半， 耳板伸出下面的半个索 夹，连接上下两个半索 夹的高强预应力杆位于
主缆的两侧。
采用环向预应力的塔内锚固
受力特点：
斜拉索水平分力在塔壁上产生的拉应力由设在塔 内的平面预应力筋对塔柱产生的预压力来抵消，垂 直分力则直接由索塔承担。
采用环向预应力的塔内锚固
受力特点：
斜拉索水平分力在塔壁上产生的拉应力由设在塔 内的平面预应力筋对塔柱产生的预压力来抵消，垂 直分力则直接由索塔承担。
一、螺栓连接式是将索力通过销子以压应力的形式传递给 耳板，由高强螺栓以摩擦力的形式直接传递到主梁的腹板；
二、腹板延伸式是将索力直接传递到腹板，传力都非常明 确、顺畅、简洁。
销铰式锚固结构
受力特性（续）：
由于销轴对孔壁的挤压，在孔壁形成了巨大的局部压力， 是结构的薄弱点，可采取的措施有：
一、耳板采用高强钢材； 二、加大耳板厚度或销轴直径，以加大承压面积； 三、在销轴外加一层软套，软套在荷载不大时就可将原来 的销轴和耳板的点、线接触变为面接触，降低了耳板孔周的 局部应力。
采用环向预应力的塔内锚固
采用环向预应力的塔内锚固
钢横梁锚固
适用于单索面和平行双索面桥，但占用了较 多的索塔内部空间；不适用空间双索面桥
钢横梁锚固
结构特点：
钢横梁支承于空心塔柱的内部塔壁的垂直牛腿上 钢横梁本身是一个独立和稳定的构件 两端支承可在顺桥向、横桥向作微小的移动和转动 在两端都设置了顺桥向、横桥向的限位构造装置 温度影响造成的约束力小
销铰式锚固结构
桃夭门大桥 诺曼底大桥
拉板式锚固结构
锚拉板连接是将钢板作为锚拉板，锚拉板由上、中、下三部 分组成：锚拉板上部开槽，槽口内侧焊于锚管外侧，斜拉索 穿过锚管并用锚具锚固在锚管底部；锚拉板下部直接用焊缝 与主梁上翼板焊接；锚拉板中部除了满足安装锚具的空间需 要之外，还需连接上、下两部分。
外露式
内嵌式 外露式
外露式 内嵌式
外露式
国家 中国 中国香港 中国 法国 韩国 中国
希腊
瑞典、丹麦 中国
中国香港 中国
丹麦
建成日期 2008 ຫໍສະໝຸດ Baidu建 在建
1995 在建 在建
1995
2000 2008
1998 在建
连接件使用 剪力钉 剪力钉 剪力钉 剪力钉
水平剪力键 剪力钉 剪力钉 剪力钉
剪力钉
剪力钉
应采用熔透焊，并保证焊缝的质量 承压板内既有弯曲应力，又有挤压应力，为保证焊缝的
质量，承压板的厚度不应太大。利用锚垫板垫板的刚度能直 接将索力传递给锚箱的两块顶、底板和加劲板，使承压板的 设计要求降低
锚箱式锚固结构
受力特性（续）： 索力与腹板之间的偏心距使腹板受到一个面外的
弯距。考虑风嘴参与受力时，这个弯矩由承压板和 桥面板所组成的力偶来分担（多多罗大桥）；不考 虑风嘴参与受力时，这个弯矩由腹板内侧补强板来 承受
钢横梁锚固
受力特点：
当索塔两侧的斜拉索索力与斜拉索倾角都相等时， 水平分力由钢横梁的轴向受拉及量级较小的两端弯矩 来平衡，与索塔无关；垂直分力则由钢锚固梁通过牛 腿凸块传给塔柱
当索塔两侧的斜拉索索力或斜拉索倾角不相等时， 水平分力的不平衡值也由钢横梁下的支承的摩阻力或 顺桥向两端的水平限位装置传递给索塔牛腿
而外露式钢锚箱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，又要传递索塔和钢锚箱之间 沿顺桥向的剪力，而且为保证结构性能，外露式钢锚箱 通常需要在混凝土索塔塔壁施加较大的预应力来进行配 合
钢锚梁锚固
N1-侧面拉板 N2-锚箱壁板 N3-锚箱底板 N4-锚箱顶板 N8-锚板
国内外钢锚箱应用情况
连接形式 锚箱式 锚箱式 销铰式(耳板式) 锚箱式 锚箱式 锚箱式 锚拉板式 销铰式(耳板式) 锚管式 锚箱式 锚拉板式 销铰式(耳板式) 锚拉板式 锚箱式 锚管式 销铰式(耳板式)
索塔锚固节点
混凝土主塔 钢主塔
实体索塔上的 交叉锚固
采用环向预应 力的塔内锚固
钢横梁锚固
钢锚梁锚固
鞍座型锚固
采用支承板式 的锚固形式
钢横梁锚固
注意事项：
张拉时钢横梁容易移动 换索时会产生不平衡力
• 工程实例
– 加拿大安娜雪丝桥（主跨465m） – 上海南浦大桥（主跨423m） – 上海杨浦大桥（主跨602m） – 灌河特大桥（主跨340m） – 东海大桥（主跨420m）
钢锚梁锚固
钢锚梁的构造形式分为两种：
内置式钢锚箱
外露式钢锚箱
铰接型锚固形 式
实体索塔上的交叉锚固
适用条件
—中、小跨度斜拉桥 —实心塔柱
实体索塔上的交叉锚固
结构特点：
一、第一种斜拉索布置形式由于偏心在塔上产生弯矩，其 他三种布置形式较优
二、利用塔壁实体上的锯齿凹槽或锯齿凸槽形牛腿来锚固 三、拉索拉索可在塔上张拉，也可在梁上张拉
注意事项：
锚头布置应考虑拉索锚具千斤顶的施工操作和工艺要求 塔柱轴线两侧横桥向对称性布置，防止塔柱扭转 应注意塔柱剪切的验算