西堠門大橋索梁錨固部位分析及模型試驗第1頁/共24頁一、目前索梁錨固部位的主要型式1、散索鞍座加錨固梁：2、錨箱式：錨固梁采用焊接或高強螺栓與主梁連接，將斜拉索錨固在錨固梁上。由于錨固梁在多個方向需要補強，在設計時一般做成錨箱。

3、支架或牛腿式：在主梁的兩側(cè)各伸出一個支架或牛腿，斜拉索就錨固在它上面。4、錨管式：腹板上安裝一根鋼管，斜拉索引入這根鋼管并用錨頭錨固。

第2頁/共24頁一、目前索梁錨固部位的主要型式5、耳板式（或銷鉸式）：它由主梁的腹板向上伸出一塊耳板，斜拉索通過鉸或鋼管錨固在耳板上，索力直接由耳板傳給主梁的腹板。

6、錨拉板式：將鋼板作為錨拉板，錨拉板上部開槽，槽口內(nèi)側(cè)焊于錨管外側(cè)，斜拉索穿過錨管并用錨具錨固在錨管底部；錨拉板下部直接用焊縫與主梁上翼板焊接。為了補償開槽部分對錨拉板截面的削弱，以及增強其橫向剛度與整體性，錨拉板的兩側(cè)焊接加勁板。

第3頁/共24頁二、西堠門大橋概況圖2.1西堠門大橋橋式圖第4頁/共24頁二、西堠門大橋概況圖2.2西堠門大橋橫斷面圖第5頁/共24頁二、西堠門大橋概況圖2.3西堠門大橋索梁錨固部位構(gòu)造圖第6頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析圖3.1錨箱計算分析模型依據(jù)索梁錨固部位的實際尺寸，建立ANSYS有限元計算分析模型第7頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析計算工況：①在四個銷孔處豎向向上分別施加575kN荷載，共施加2300kN荷載（設計荷載）；②在四個銷孔處豎向向上分別施加977.5kN荷載，共施加3910kN荷載（1.7倍設計荷載）；③在左側(cè)兩個銷孔處豎向向上分別施加575kN荷載，共施加1150kN荷載；④在四個銷孔處豎向向上分別施加448.6kN荷載，水平向主梁側(cè)分別施加35.3kN荷載，共施加向錨箱側(cè)偏4.5°的荷載1800kN；⑤在四個銷孔處豎向向上分別施加448.6kN荷載，水平向風嘴側(cè)分別施加35.3kN荷載，共施加向風嘴側(cè)偏4.5°的荷載1800kN；第8頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析

圖3.2拉板計算分析模型及應力分布第9頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析圖3.3靠風嘴側(cè)耳板在工況1下的應力云圖（MPa）第10頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析圖3.4靠箱梁側(cè)耳板在工況1下的應力云圖（MPa）第11頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析圖3.5靠風嘴側(cè)加勁板在工況1下的應力云圖（MPa）第12頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析圖3.6中間加勁板在工況1下的應力云圖（MPa）第13頁/共24頁三、西堠門大橋索梁錨固部位的有限元分析圖3.7靠主梁側(cè)加勁板在工況1下的應力云圖（MPa）第14頁/共24頁四、西堠門大橋索梁錨固部位的模型試驗

圖4.1吊索錨箱模型及加載設置第15頁/共24頁四、西堠門大橋索梁錨固部位的模型試驗第16頁/共24頁四、西堠門大橋索梁錨固部位的模型試驗第17頁/共24頁四、西堠門大橋索梁錨固部位的模型試驗第18頁/共24頁共布置應變測點101點（其中軸向應變測點63點、三向應變花測點38組計114點)。各應變測點的布置位置、數(shù)量分別為：連接拉板上布置了9個軸向應變；兩塊耳板上布置了16個軸向應變測點，9組三向應變花測點；加勁板共布置了16個軸向應變測點，11組三向應變花測點（其中中間加勁板上4個軸向應變測點，3組三向應變花測點，兩側(cè)加勁板分別6個軸向應變測點，4組三向應變花測點）；錨箱橫隔板上共布置了10組三向應變花測點（其中左右兩側(cè)橫隔板各4組，中間橫隔板2組）；鋼箱梁橫隔板共布置了8組三向應變花測點（其中左側(cè)橫隔板5組，右側(cè)橫隔板3組）；鋼箱梁頂板和底板各布置了11個軸向應變測點。

四、西堠門大橋索梁錨固部位的模型試驗第19頁/共24頁五、計算及試驗結(jié)果分析從上述五種工況的計算及試驗結(jié)果數(shù)據(jù)可以分析得出：1）在各種荷載工況作用下，吊索錨箱結(jié)構(gòu)的位移及各測點的應力隨荷載呈線性變化，實測板件的最大應力在設計限值之內(nèi)，其位移和應力實測值與有限元計算值非常吻合。2）左右兩塊耳板的應力在兩個孔間略下的部位最大，然后承環(huán)狀，應力由里向外依次減小。3）加勁板在耳板上、下兩端起定位和加勁的作用，對耳板的分布傳力作用明顯。由于受風嘴段向上彎曲變形的作用，使得加勁板外側(cè)應力較高，里側(cè)應力較小，并在同鋼箱梁頂板交界的部位產(chǎn)生較大的壓應力。中間加勁板整體尺寸較小，相對剛度大，其下部又直接和錨箱橫隔板相聯(lián)接，因而應力值均較高，在與錨箱中間隔板相交部位應力值最大，是該結(jié)構(gòu)的控制細節(jié)之一。4）錨箱橫隔板在與耳板交叉處，存在較大應力集中，外側(cè)橫隔板與靠近風嘴交叉處、中間橫隔板與靠近箱梁的耳板交叉處的應力值更高。這說明耳板的傳力狀況為靠近風嘴的耳板在上部己經(jīng)將力向兩邊傳遞，而靠近箱梁的耳板至下端才傳力較均勻。第20頁/共24頁五、計算及試驗結(jié)果分析5）在鋼箱梁中，頂板、底板斷面上的正應力分布為中間小兩邊大。模型風嘴前端的豎向位移為兩邊小中間大。以上情況表明，吊點的拉力己通過由錨箱縱、橫隔板組成的框式構(gòu)架，傳遞到鋼箱梁橫隔板上。在錨箱模型試驗中，鋼箱梁各部位的應力，也均在強度設計的限值內(nèi)。在鋼箱梁橫隔板與U肋的交叉處，以及頂板變坡處由于存在應力集中，應力值較高。6）耳板的尺寸、加勁板件的設置和縱、橫隔板的布置，符合結(jié)構(gòu)豎向和橫向的受力要求，達到了將中間較大的吊點拉力傳遞至鋼箱梁主體結(jié)構(gòu)，理論計算和實測結(jié)果基本相符。

第21頁/共24頁六、結(jié)論1）在各種荷載工況作用下，吊索錨箱結(jié)構(gòu)的應力及位移計算值和實測值吻合，應力與位移隨荷載呈線性變化，各板件的應力均符合設計要求。2）索力通過耳板傳遞至加勁板，然后依靠錨箱縱、橫隔板組成的框式構(gòu)架，傳遞到鋼箱梁橫隔板上。其中靠近風嘴的耳板在上部己經(jīng)將力向兩邊傳遞，而靠近箱梁的耳板至下端才傳力較均勻。3）中間加勁板與錨箱中間隔板的相交部位、錨箱橫隔板與耳板交叉處、鋼箱梁橫隔板與U肋的交叉處以及頂板變坡處存在明顯的應力集中，是該結(jié)構(gòu)的控制