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《斜拉橋主塔鋼混結合段受力分析研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、橋梁工程器BridgeEngineering斜拉橋主塔鋼混結合段受力分析研究曹永睿1，李艷花2(1．北京建達道橋咨詢有限公司，北京100015；2．河南省濮陽市引黃工程管理處，河南濮陽457000)摘要：以某在建的2x130m獨塔斜拉橋為例，研究了主塔下塔柱鋼混結合段的構造和設置方法，并基于大型通用有限元分析程序ANSYS對該鋼混結合段進行了空間有限元計算分析，研究了結合段處鋼塔柱和混凝土塔柱間的應力傳遞情況和分布規(guī)律，取得了一些有價值的結果，為今后采用鋼混結合段連接的主塔的設計與優(yōu)化提供參考：關鍵詞：斜拉橋；主塔鋼混結合段；傳力機理：有限元分析中圖分類號：U448．2
2、7文獻標志碼：B文章編號：1009—7767(2013)04—0047—04StudyonForceAnalysisofSteel-concreteCompositeSegmentintheMainTowerofCable-stayedBridgeCaoYongrui，LiYanhua索塔是大跨徑纜索橋梁最突出的構造物，因此其造型的美觀與否是全橋景觀設計的重點．同時索塔外形設計還要滿足結構受力要求．并兼顧施工、造價等因素。由于鋼材具有良好的受力性能和可焊接性．能滿足主塔各種造型的需要。近年來鋼制主塔得到了越來越多的應用。鋼混結合段錨同技術被廣泛應用于鋼制主梁和混凝土主梁
3、岬1及鋼制主塔和混凝土基礎15卅的連接上。鋼制主塔的基礎一般均由混凝土制成，鋼塔柱與混凝土基礎的錨固連接部分在施工和運營階段承受著巨大的荷載，是整座橋梁施工成敗的關鍵部位。因此在鋼混結合連接設計時需要采取可靠的構造措施，將2種不同性質的材料和結構進行充分的連接，保證荷載的有效傳遞、變形的一致協(xié)調，同時應具有良好的可靠性和施工性能。筆者以某在建的2x130m獨塔斜拉橋為例．就主塔鋼混結合段受力情況作如下分析。1工程背景某橋梁為2x130m預應力混凝土斜拉橋，主橋全長260m，全寬28．0m，采用獨塔結構，結構整體為塔梁固結體系，過渡墩處設置豎向支座：斜拉索采用雙索面雙排扇
4、形布置。全橋共38根：斜拉索在混凝土主梁上采用齒板錨固．在索塔上采用鋼錨箱錨固，張拉端設置在塔端。該橋基礎采用承臺加群樁的形式，承臺形狀為矩形，厚度4．5m，下接18根直徑2m的樁基。主橋總體立面圖如圖l所示，主梁采用單箱5室等截面箱梁，材料為C50預應力混凝土，中心處梁高3．2m。頂面設置雙向2％橋面橫坡。主塔采用空間造型橋塔，縱橋向立面呈人字形．橫橋向呈Y型。主塔采用鋼混組合結構，塔柱白塔底至圖1主橋總體立面圖(crll塔頂依次為：17．2m混凝土塔柱、6．8m鋼混結合段和82m鋼塔柱。主塔鋼塔柱采用變壁厚設計．變厚時保證塔壁外側對齊。主塔壁板均采用板式加勁肋，鋼塔
5、柱橫向設置橫隔板。塔柱斷面采用帶切角的四邊形，主塔縱向兩斜腿內邊距為5m，外邊距為12．7m；橫向上部分斜腿水平寬3m，下方直線段寬4m。下塔柱材料為C50混凝土，橋塔兩側斜腿根部縱橋向間距為22m。2013年$4期(7一)931巷啼葒投術47器橋梁工程索塔立面布置圖如岡2所示。1．!!!!．}囂a)立面圖7／妻萎＼＼＼、＼＼’＼：＼、＼寶、＼、、l＼勺／／lI＼、監(jiān)／／’／／／．／／／／’／／，L／i>’／，——7／，7，，／／／--／／一,／I"——7／’／／／．——}f＼＼—it
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10、側面圖2主塔鋼混結合段錨固方法研究由于該橋下塔柱縱向叉開。下塔柱的軸力在鋼混結合段頂面的水平分力將引起鋼塔柱與混凝土塔柱間的剪力。下塔柱與承臺采用固結連接【7】，比較符合塔柱根部的受力特點，傳力方式明確、維護工作簡便易行。該橋有通航的需要，因此鋼混結合段必須放置于水面之上．又因為主梁為混凝土材料且要與主塔固結，因此鋼混結合面需要放置到橋面之上。設置錨固位置時考慮到施_T方便性和塔身彎矩最小的受力需要，最終將鋼混結合面放置在距橋面6．8m處。該處位于主塔縱橋向分叉點之下，由鋼制下塔柱和混凝土塔柱相結合。雖然錨固面做成傾斜的(垂直于塔柱軸線)可以有效解決軸力和水平力的傳遞問
11、題【61，錨固構造也相對簡單，但由于該橋塔柱尺寸相對較小，塔身內力不是特別大。因此考慮到施工的方便性將混凝土塔柱頂面做成水平的，通過在承壓板上開孔澆筑混凝土，這樣可以使錨同面混凝土澆筑得更加密實。鋼塔柱與混凝土塔柱之間可選擇的連接方式包括螺桿錨固法、鋼塔柱埋人法及以上2種方法的結合[8】二48啼葒投木2013No．4(Jul．)V01．31螺桿錨固法通過承壓板與混凝土塔柱頂面?zhèn)鬟f壓力，螺桿錨固承擔由截面彎矩引起的拉力；而鋼塔柱埋入法通過設置剪力連接件以混凝土受剪的方式傳力。鋼塔柱埋入時要求鋼塔柱的混凝土有較大的尺寸來傳力．該橋主塔因為造型
