大吨位锚具在客运专线铁路简支箱梁的应用研究

侯建军

(中铁工程设计咨询集团有限公司桥梁工程设计研究院,北京 100055)

1 概述

我国客运专线铁路建设中大量采用了整孔简支箱梁,箱梁设计过程中锚具选取多为15孔以下锚具。但近些年大吨位锚具在一些大型桥梁工程建设中得到成功应用,例如杭州湾跨海大桥70 m箱梁设计中22孔锚具的使用,使得大吨位锚具的优势将逐渐突现。箱梁采用大吨位锚具可有效地减少管道设置,减小管道空洞效应,同时也有效地减小结构腹板厚度,降低结构自重、降低工程造价,具有较好的技术经济效益,因此在铁路简支箱梁设计中开展大吨位锚具研究具有重要意义。

2 设计研究关键点

2.1 锚下局部应力分析

锚下局部应力分析是大吨位锚具使用过程中重要一环,大吨位预施应力将使得锚垫板下混凝土区域产生较高的局部压应力和横向拉应力,拉应力过大将使锚下混凝土产生裂缝, 且随着荷载的长期作用,裂缝将不断沿纵向发展延伸,严重影响箱梁结构的耐久性。影响锚下混凝土局部应力的因素包括锚垫板本身结构尺寸、设置的锚下钢筋(含螺旋筋)及锚具布置的边距等。

开展大吨位锚具锚下局部应力分析,并进行局部实体模型模拟试验,为大吨位锚具在铁路简支箱梁中的使用奠定基础。

(1)空间模型分析

锚下应力分析采用ANSYS有限元分析软件进行。模拟OVM.M15A-27锚具建立模型,考虑其锚垫板、螺旋筋与锚下混凝土存在着复杂的传力关系,综合建模进行分析。……