钢锚梁-钢牛腿组合索塔锚固结构受力性能与设计

王 迪

中交公路规划设计院有限公司，北京 100088

1 工程概况

某主桥斜拉索塔端用钢锚梁锚固，索塔每侧塔柱所用钢锚梁数量统一设为22套，编号为GML1～GML22（按照自下而上的顺序依次编号）。钢牛腿的关键作用在于稳定支撑钢锚梁。结构方面，以上承包、托架板、塔壁预埋钢板为核心，共同组成钢牛腿结构体系。以GML22对应索塔锚固节段为探讨对象，选取该节段的原因在于其在全桥结构中处于受力最不利的状态，此时的分析结果更具可靠性与说服力。此外，还考虑到混合连接件，此结构具体由焊钉群和PBL剪力键群两部分构成。

2 有限元模型的创建及验证

2.1 有限元模型的创建

以锚固结构的构造和尺寸为基本依据，创建壳-梁-实体有限元模型，以探寻在恒载的初始索力作用下，与之相对应的混合剪力连接件所表现出的受力特点[1]。根据锚垫板的结构关系，索力以面荷载的形式加载于该处，参照模型索力作用特性，大小和方向均与之保持一致。混凝土的力学行为具有类型多样、机制复杂的特点，常见有压碎、开裂等形式，立足此类特点，选用的是钢筋混凝土实体单元模拟的方案[2]。焊钉用有限应变梁单元模拟，PBL剪力键开孔钢板和穿孔钢筋用弹塑性实体单元模拟。

焊钉、开孔钢板、穿孔钢筋的弹性模量依次为2.06×105MPa、2.06×105MPa、2.0×105MPa，屈服强度依次为 369MPa、345MPa、335MPa，极限强度依次为 498MPa、480MPa、480MPa，泊松比均为0.3。前述所提三部分的单轴应力-应变关系具有趋同性，即都呈现为三折线模型。依托于该力学特性关系划分为两个部分，并结合各自的特点适配具有可行性的方法，以便做针对性的分析。……