大跨徑斜拉橋索塔錨固方式介紹

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1、54橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2013年2月第2期大跨徑斜拉橋索塔錨固方式介紹熊軍(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市300051)摘要：索塔錨固區(qū)是斜拉橋的關(guān)鍵部位，將拉索的集中力安全平穩(wěn)地傳遞到塔柱中。該區(qū)域受力狀態(tài)復(fù)雜，是斜拉橋設(shè)計(jì)施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前常用的索塔錨固方式有環(huán)向預(yù)應(yīng)力、鋼錨梁和鋼錨箱三大類(lèi)，對(duì)三類(lèi)錨固方式作了詳細(xì)的介紹，比較分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為相關(guān)工程提供參考。關(guān)鍵詞：索塔錨固；環(huán)向預(yù)應(yīng)力；鋼錨梁；鋼錨箱中圖分類(lèi)號(hào)：u443．38文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：lOO9—7716(2013)02—0054—03O前言現(xiàn)代斜拉橋工程發(fā)展迅速，跨徑不斷增大，同時(shí)斜拉索的設(shè)計(jì)噸位也不斷提

2、高，已達(dá)“千噸”級(jí)的水平。斜拉橋索塔是以受壓為主的壓彎構(gòu)件，索塔錨固區(qū)通常設(shè)計(jì)為混凝土空心薄壁結(jié)構(gòu)，能充]分發(fā)揮混凝土材料抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)強(qiáng)大的斜拉索力通過(guò)錨固區(qū)安全、均勻地傳遞到塔柱中，由于索力較大，錨固點(diǎn)相對(duì)集中，該區(qū)域受力狀態(tài)十分復(fù)雜，是控制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位。眾所周知，混凝土的抗拉性能較差，斜拉索的水平分力作用在混凝土塔柱內(nèi)壁時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的局部彎矩和剪力，甚至?xí)谒母鱾€(gè)面上產(chǎn)生豎向裂縫，嚴(yán)重?fù)p傷斜拉橋的安全度和耐久性。近年來(lái)，實(shí)際工程中應(yīng)用較多且行之有效的索塔錨固方式有環(huán)向預(yù)應(yīng)力、鋼錨梁和鋼錨箱三大類(lèi)。本文將對(duì)三類(lèi)錨固方式的構(gòu)造形式工作機(jī)理和優(yōu)圈1環(huán)同預(yù)應(yīng)力缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹，為大跨徑斜

3、拉橋的設(shè)計(jì)工作預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋。但塔柱尺寸較小，預(yù)應(yīng)力束的長(zhǎng)提供借鑒和參考。度較短，由回縮和錨具變形引起的預(yù)應(yīng)力損失很1環(huán)向預(yù)應(yīng)力大，因而預(yù)應(yīng)力筋用量較多。通常情況下該區(qū)域拉}索導(dǎo)管布置較密，使得構(gòu)造鋼筋配置較多，客觀上環(huán)向預(yù)應(yīng)力錨固方式已在南京長(zhǎng)江二橋、潤(rùn)增加了施工難度。揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋和軍山長(zhǎng)江大橋等多座大跨徑斜近年來(lái)，塑料波紋管和真空壓漿技術(shù)得到了拉橋中得到應(yīng)用，本錨固方式中斜拉索直接錨固很大的發(fā)展，給大噸位小半徑u形預(yù)應(yīng)力束的應(yīng)在空心塔壁上，在強(qiáng)大的水平分力作用下，索塔側(cè)用提供了有利條件。與“井”形直線預(yù)應(yīng)力束相比，壁將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，錨固面上會(huì)有彎曲應(yīng)力，“u”形環(huán)向預(yù)應(yīng)力較為經(jīng)濟(jì)合理

4、，因?yàn)樗L(zhǎng)度較受力狀態(tài)十分復(fù)雜。為保證塔柱的承載能力和抗長(zhǎng)，錨下回縮損失相對(duì)較小，不僅可大大減少預(yù)應(yīng)裂安全性，需要在錨固區(qū)設(shè)置環(huán)向平面預(yù)應(yīng)力以力筋的用量，提高材料利用率，同時(shí)可減少?gòu)埨推胶馑谏系睦瓚?yīng)力。索塔錨固區(qū)環(huán)向預(yù)應(yīng)力可灌漿等高空作業(yè)的工作量，因此近年來(lái)得到了較按井字形或環(huán)形布置，其中井字形布置一般采用為廣泛的應(yīng)用。據(jù)相關(guān)研究，U型索開(kāi)口在截面長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋，環(huán)形布置則采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線，邊方向比開(kāi)口在短邊方向的預(yù)應(yīng)力效果高8％～構(gòu)造形式見(jiàn)圖l。l4％【”，所以實(shí)際工程中多選擇U型索錨固在截面早期的環(huán)向預(yù)應(yīng)力多采用井字形布置，使用長(zhǎng)邊方向。當(dāng)然，“u”形環(huán)向預(yù)應(yīng)力也有其自身的收稿日期：

5、2012-09-06缺點(diǎn)，由于彎道和鋼鉸線之間的相互嵌擠等因素，作者簡(jiǎn)介：熊軍(1982一)，男，江蘇人，工程師，碩士，從事路橋設(shè)計(jì)工作。每束鋼鉸線中的單根鋼鉸線伸長(zhǎng)量和受力并不均56橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2013年2月第2期護(hù)難度也小，因而比較經(jīng)濟(jì)。鋼錨梁的主要缺點(diǎn)是度及裂縫寬度，或施加預(yù)應(yīng)力限制開(kāi)裂。外露式鋼對(duì)塔柱內(nèi)部空間有一定要求，安裝和換索都不方錨箱中，焊接在錨箱側(cè)板上的剪力釘既要傳遞索便，并且一般不用于空間索面斜拉橋。塔和鋼錨箱之間沿索塔高度方向的剪力，還要傳遞索塔和鋼錨箱之間沿順橋向的剪力。為保證外3鋼錨箱露式鋼錨箱側(cè)板和混凝土塔壁的抗剪效果及抵抗鋼錨箱是一種新型索塔錨固結(jié)構(gòu)，最早

6、應(yīng)用索塔的拉應(yīng)力，還必須在塔壁施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力于法國(guó)的諾曼底大橋。由于具有受力方式明確、錨成為結(jié)構(gòu)成立不可缺少的主要因素，而且預(yù)應(yīng)力固點(diǎn)定位準(zhǔn)確、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，目前已在大跨度度要求比較高[3】。斜拉橋中廣泛使用，蘇通大橋、昂船洲大橋和杭州錨固區(qū)的承載力通常是足夠的，即使混凝土灣跨海大橋等均采用這種索塔錨固方式。鋼錨箱塔柱不參與受力，鋼錨箱自身也可以承受斜拉索有內(nèi)置式和外露式兩種，見(jiàn)圖4、圖5。的全部水平分力。但無(wú)論是內(nèi)置式或外露式的鋼錨箱，由于塔壁分擔(dān)了不小的水平力，混凝土應(yīng)力較大，很容易開(kāi)裂，會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的耐久性，需要采取一定的措施進(jìn)行改善。鋼錨箱采用工廠化制造，質(zhì)量有保證，容易控制錨固

7、點(diǎn)的位置和角度，施工方便，受力較為可靠。此外，還有易于檢測(cè)維護(hù)、便于換索等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。但也有用鋼量大、成本高、對(duì)圖4內(nèi)置式鋼錨箱吊裝能力和安裝精度要求較高的缺點(diǎn)，并且錨固區(qū)混凝土易開(kāi)裂，應(yīng)用于海洋環(huán)境等對(duì)結(jié)構(gòu)耐久_’1．0．‘-：_?＼f0：性要求高的地區(qū)時(shí)有一定的局限性?！?。．Jl矗目4結(jié)語(yǔ)環(huán)向預(yù)應(yīng)力、鋼錨梁和鋼錨箱三種錨固方式退j¨的構(gòu)造形式和工作機(jī)理各不相同，都有其明顯的、