张树清

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥230088）

钢锚梁有限元分析

张树清

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥230088）

钢锚梁受力方式明确,通过分阶段张拉索力,能充分发挥钢材应力性能。采用三维有限元软件建立钢锚梁有限元模型,对其在安装中的不同索力工况进行静力计算,得到其应力情况；分析施工斜拉索过程对钢锚梁应力影响,并对设计方案提供指导。

钢锚梁；斜拉索；有限元；静力分析

1 概述

某桥主跨638 m,跨径布置为78 m+228 m+ 638 m+228 m+78 m双塔双索面半漂浮体系PK箱型钢-混凝土组合梁斜拉桥,如图1所示。按双向六车道高速公路标准建设,设计速度100 km/h,路基标准横断面宽度33.5 m,桥梁标准宽度33 m。主塔结构为钻石型,桥面以下的塔柱向内收缩,较大地减小基础尺寸,节省造价。

图1 PK箱组合梁斜拉桥桥型布置(单位:m）

为有效解决斜拉索索塔锚固区开裂问题,提高结构耐久性,采用钢牛腿-钢锚梁组合结构,如图2所示。在索塔内部钢牛腿上设置钢锚梁,斜拉索锚固在钢锚梁两端,钢牛腿与桥塔内壁采用剪力钉连接。斜拉索的水平分力主要由钢锚梁承担,竖向分力则通过牛腿传递至混凝土塔壁上。钢锚梁锚固结构构造的主要优点是受力机理明确,受力合理,混凝土塔壁拉应力很小；缺点是吊装重量大,安装不方便[1]。钢锚梁系统材料采用Q345d。钢锚梁与钢牛腿间用M24高强螺栓连接。

图2 钢锚梁结构图

2 计算模型

2.1 有限元模型

全桥整体平面计算结果只能反映结构整体安全性能,不能反映结构局部应力状况。……