九江长江公路大桥斜拉索锚固块局部分析

廖海亮 王柏林

摘要：九江长江公路大桥主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥，南边跨和主跨南索塔附近为混凝土主梁，斜拉索在砼梁段采用锚固块锚固，通过对锚固块进行有限元实体分析和采用规范经验公式计算验证结构的安全性，为设计提供依据，并且对同类型结构具有一定的参考价值。

关键词：斜拉桥；锚固块；局部分析

1 工程概况

九江长江公路大桥在江西省境内九江区段跨越长江，连接江西省九江市与湖北省黄梅县。主桥结构为六跨不对称混合梁斜拉桥，桥跨布置为（70m+75m+84m+818m+233.5m+124.5m）。南边跨和主跨南索塔附近为混凝土主梁，主跨大部分与北边跨为钢箱主梁。主桥桥型布置图见图1。

斜拉索在主梁端混凝土梁段采用砼锚固块锚固，即SB28～SB1、 SZ1～SZ3号拉索梁端采用砼锚固块锚固，在砼梁上共设置2×31砼锚固块。砼锚固块分别布置在砼主梁两侧风嘴底2.27米的位置，与主梁斜底板面相交，锚固块为三维异形块。锚块锚面尺寸为100×100cm,锚块内设置螺旋钢筋及多层钢筋网。锚垫板采用规格为8×90×90cm的钢板，锚垫板与锚块共同将拉索轴力传递给主梁。

2 计算简介

斜拉索锚固块局部分析采用ansys软件和Mathcad软件分别计算，前者通过建立三维有限元实体模型，以有限元理论为基准进行计算；后者通过采用规范经验公式列出解析式计算。

2.1 计算模型的选择

SB28～SB1、 SZ1～SZ3号拉索索力不同、倾角不同、净受压面面积不同，计算考虑最不利因素，选取承受最大压力、净受压面面积最小的SB28号锚固块进行分析计算，锚固块模型及其参数见表2-1。

3 SB28锚固块计算分析

3.1 ANSYS分析计算

（1）考虑到混凝土箱梁只对锚固块起约束作用，故建立部分箱梁模型，在剖切面均采用固定约束。模型共划分了7344个节点，5888个三维实体单元，实体模型如图2所示。

（2）计算结果及分析

第三主压应力云图见图4。

从应力云图可以看出，锚固块主压应力范围在5MPa～17.8MPa之间。大部分单元主压应力集中在7MPa～13MPa之间。最大主压应力出现在锚块与混凝土箱梁斜底板交接位置，为17.873MPa,小于规范规定的0.6倍砼标准抗压强度，即小于21.3MPa。

3.2 Mathcad计算分析

(1)截面尺寸验算

(2)承载力验算

4 主要结论

(1) 通过对锚固块进行有限元实体分析，最大压应力均出现在锚固块与箱梁斜底板交接位置，由于该区域是刚度突变位置，产生应力集中现象，故可以认为计算结果是合理的。

(2)SB28锚块最大主压为17.873MPa,小于规范规定的0.6倍砼标准抗压强度，即小于21.3MPa，满足规范要求。

(3)局部受压验算:

SB28锚固块截面抗力为10470KN,大于截面轴心受压力8678KN,安全系数1.21，截面满足要求；SB28锚固块局部受压截面承载力为15740KN,安全系数1.8，承载力满足要求。

参考文献

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