九江長江公路大橋斜拉索錨固塊局部分析

廖海亮 王柏林

摘要：九江長江公路大橋主橋為雙塔雙索面混合梁斜拉橋，南邊跨和主跨南索塔附近為混凝土主梁，斜拉索在砼梁段采用錨固塊錨固，通過對錨固塊進行有限元實體分析和采用規范經驗公式計算驗證結構的安全性，為設計提供依據，并且對同類型結構具有一定的參考價值。

關鍵詞：斜拉橋；錨固塊；局部分析

1 工程概況

九江長江公路大橋在江西省境內九江區段跨越長江，連接江西省九江市與湖北省黃梅縣。主橋結構為六跨不對稱混合梁斜拉橋，橋跨布置為（70m+75m+84m+818m+233.5m+124.5m）。南邊跨和主跨南索塔附近為混凝土主梁，主跨大部分與北邊跨為鋼箱主梁。主橋橋型布置圖見圖1。

斜拉索在主梁端混凝土梁段采用砼錨固塊錨固，即SB28～SB1、 SZ1～SZ3號拉索梁端采用砼錨固塊錨固，在砼梁上共設置2×31砼錨固塊。砼錨固塊分別布置在砼主梁兩側風嘴底2.27米的位置，與主梁斜底板面相交，錨固塊為三維異形塊。錨塊錨面尺寸為100×100cm,錨塊內設置螺旋鋼筋及多層鋼筋網。錨墊板采用規格為8×90×90cm的鋼板，錨墊板與錨塊共同將拉索軸力傳遞給主梁。

2 計算簡介

斜拉索錨固塊局部分析采用ansys軟件和Mathcad軟件分別計算，前者通過建立三維有限元實體模型，以有限元理論為基準進行計算；后者通過采用規范經驗公式列出解析式計算。

2.1 計算模型的選擇

SB28～SB1、 SZ1～SZ3號拉索索力不同、傾角不同、凈受壓面面積不同，計算考慮最不利因素，選取承受最大壓力、凈受壓面面積最小的SB28號錨固塊進行分析計算，錨固塊模型及其參數見表2-1。

3 SB28錨固塊計算分析

3.1 ANSYS分析計算

（1）考慮到混凝土箱梁只對錨固塊起約束作用，故建立部分箱梁模型，在剖切面均采用固定約束。模型共劃分了7344個節點，5888個三維實體單元，實體模型如圖2所示。

（2）計算結果及分析

第三主壓應力云圖見圖4。

從應力云圖可以看出，錨固塊主壓應力范圍在5MPa～17.8MPa之間。大部分單元主壓應力集中在7MPa～13MPa之間。最大主壓應力出現在錨塊與混凝土箱梁斜底板交接位置，為17.873MPa,小于規范規定的0.6倍砼標準抗壓強度，即小于21.3MPa。

3.2 Mathcad計算分析

(1)截面尺寸驗算

(2)承載力驗算

4 主要結論

(1) 通過對錨固塊進行有限元實體分析，最大壓應力均出現在錨固塊與箱梁斜底板交接位置，由于該區域是剛度突變位置，產生應力集中現象，故可以認為計算結果是合理的。

(2)SB28錨塊最大主壓為17.873MPa,小于規范規定的0.6倍砼標準抗壓強度，即小于21.3MPa，滿足規范要求。

(3)局部受壓驗算:

SB28錨固塊截面抗力為10470KN,大于截面軸心受壓力8678KN,安全系數1.21，截面滿足要求；SB28錨固塊局部受壓截面承載力為15740KN,安全系數1.8，承載力滿足要求。

參考文獻

[1]王新敏.ANSYS工程結構數值分析[M].北京: 人民交通出版社, 2007.10.

[2]張勇, 張哲, 李明. 琴橋橋塔拉索錨下錨固區局部應力分析[J].公路交通科技, 2005 , 22(4) : 72 – 75.

[3]王秋生, 歐陽永金, 劉世忠, 張克華. 預應力混凝土部分斜拉橋鞍座部分應力分析[J]. 蘭州鐵道學院學報(自然科學版) ,2003 , 16 (2) : 65 – 69.

[4]楊麗, 楊勇生, 李光耀. 斜拉橋橋塔錨座局部應力分析[J].武漢交通科技大學學報, 1994 , 18 (3) : 275 – 279.

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