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资料名称:	金塘大桥主桥索塔锚固区段试验报告
资料大小:	32,479,232(字节)
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上传时间:	2021/5/3
资料类别:	监理检测
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金塘大桥主通航孔桥索塔锚固区段 试验报告 
doc共203页

浙江省“十一五”重大建设项目金塘大桥是继东海大桥、杭州湾跨海大桥后国内第三长的跨海大桥，是舟山大陆连岛工程5座大桥中规模最大，投入最多，最关键的一座大桥。主通航孔桥采用主跨为620m的五跨半漂浮连续钢箱梁斜拉桥方案，桥跨布置为77+218+620+218＋77=1210m。塔柱为单箱单室断面倒钻石型塔，索塔锚固采用钢锚梁锚固方式

为了探讨和揭示这种新的拉索锚固构造布置形式的索塔锚固区节段受力性能，对该桥索塔锚固区节段进行足尺模型试验，主要研究内容如下：
1．基于ANSYS有限元程序对索塔锚固区建立三维有限元模型，通过仿真计算分析，得到索塔和钢锚梁－钢牛腿组合传力结构中各块板件较详细的应力结果。
2．通过索塔锚固区足尺模型试验，检验锚固区部位在1.0倍设计荷载工况下的工作状态，了解索塔锚固区各结构的应力分布和变形情况，验证钢锚梁壁板与索塔混凝土粘结的可靠性；
3．检验钢锚梁－钢牛腿组合传力结构在不平衡荷载及断索工况下的工作状态，找出应力变化的差异，了解锚固区各部位应力大小、影响程度及范围；
4．检验索塔锚固区结构在1.7倍设计荷载工况下的合理性与安全储备，并与1.0倍设计荷载工况各部位的应力大小及分布进行对比，找出荷载应力曲线的变化规律；
5．将足尺模型试验实测值与仿真计算值在各荷载工况作用下进行对比分析，掌握索塔锚固区的传力机理，指出钢锚梁－钢牛腿组合传力结构应力分布特点。

依据足尺模型试验及空间有限元仿真计算分析，可得出如下结论：
1．各荷载工况作用下，结构实际受力状态与理论计算模式基本一致，索塔及钢锚梁－钢牛腿组合传力结构无异常情况，承载力满足设计要求，结构安全可靠，并具有较大的安全储备；
2．不同工况索力作用下，钢锚梁均能承受大部分的拉力，而混凝土索塔则承受了较小拉索水平分力，试验卸载后应力回零良好，荷载－应力曲线基本呈线性关系，反映出模型各测试部位处于弹性工作状态；
3．钢锚梁－钢牛腿组合传力结构安装定位过程简单，有利于在实桥空心断面尺寸不大，设施多，空间位置紧凑的上塔柱进行操作，大大提高了施工效率。
本文的试验研究成果，为此种拉索锚固构造布置形式的索塔锚固区提供了相应的借鉴资料。

目  录
第1章	概述	1
1.1	工程概述	1
1.2	试验研究的目的、意义及依据	3
1.2.1	试验目的	3
1.2.2	试验意义	3
1.2.3	试验依据	3
第2章	模型设计及试验方案	4
2.1	模型设计	4
2.1.1	试验模型的构造设计	4
2.1.2	模型测试内容、方法及测点布置	6
2.2	加载方案设计	7
2.2.1	试验荷载的分级	7
2.2.2	试验工况	8
2.2.3	加载系统	10
2.3	模型的材料试验	11
2.4	模型制作工艺流程	11
第3章	模型试验结果与分析	13
3.1	关于模型坐标系的说明	13
3.2	塔壁混凝土应力测试结果分析	14
3.2.1	边跨塔壁混凝土应力测试结果	14
3.2.2	中跨塔壁混凝土应力测试结果	17
3.2.3	北面塔壁混凝土应力测试结果	19
3.2.4	南面塔壁混凝土应力测试结果	22
3.3	塔壁普通钢筋实测应力测试分析	24
3.3.1	边跨塔壁钢筋应力测试结果	25
3.3.2	中跨塔壁钢筋应力测试结果	27
3.3.3	北面塔壁钢筋应力测试结果	30
3.3.4	南面塔壁钢筋应力测试结果	32
3.4	钢锚梁应力测试结果分析	34
3.4.1	钢锚梁北侧腹板应力测试结果	34
3.4.2	钢锚梁南侧腹板应力测试结果	37
3.4.3	钢锚梁底板应力测试结果	39
3.4.4	钢锚梁顶板应力测试结果	41
3.5	钢锚箱应力测试结果分析	43
3.5.1	边跨北面钢锚箱应力测试结果	44
3.5.2	边跨南面钢锚箱应力测试结果	49
3.5.3	中跨北面钢锚箱应力测试结果	56
3.5.4	中跨南面钢锚箱应力测试结果	63
3.6	钢牛腿应力测试结果分析	70
3.6.1	边跨北面牛腿应力测试结果	70
3.6.2	边跨南面牛腿应力测试结果	74
3.6.3	中跨北面牛腿应力测试结果	77
3.6.4	中跨南面牛腿应力测试结果	80
3.7	壁板应力测试结果分析	83
3.7.1	边跨壁板应力测试结果	83
3.7.2	中跨壁板应力测试结果	88
3.8	护筒及劲性骨架应力测试结果分析	94
3.9	小结	95
第4章	空间有限元仿真计算分析	97
4.1	试验模型的空间有限元建模	97
4.1.1	模型及单元类型	97
4.1.2	边界条件的处理	97
4.1.3	计算参数	98
4.2	混凝土有限元分析计算结果	98
4.2.1	设计荷载工况下混凝土的应力等值线图	98
4.2.2	不平衡工况下混凝土的应力等值线图	99
4.2.3	断索工况下混凝土的应力等值线图	101
4.2.4	超载工况下混凝土的应力等值线图	103
4.3	钢锚梁有限元分析计算结果	105
4.3.1	设计荷载工况下钢锚梁的应力等值线图	105
4.3.2	不平衡工况下钢锚梁的应力等值线图	107
4.3.3	断索工况下钢锚梁的应力等值线图	111
4.3.4	超载工况下钢锚梁的应力等值线图	115
4.4	钢锚箱有限元分析计算结果	118
4.4.1	设计荷载工况下钢锚箱的应力等值线图	118
4.4.2	不平衡工况下钢锚箱的应力等值线图	122
4.4.3	断索工况下钢锚箱的应力等值线图	130
4.4.4	超载工况下钢锚箱的应力等值线图	137
4.5	钢牛腿有限元分析计算结果	144
4.5.1	设计荷载工况下钢牛腿的应力等值线图	144
4.5.2	不平衡工况下钢牛腿的应力等值线图	147
4.5.3	断索工况下钢牛腿的应力等值线图	153
4.5.4	超载工况下钢牛腿的应力等值线图	158
4.6	壁板有限元分析计算结果	162
4.6.1	设计荷载工况下壁板的应力等值线图	162
4.6.2	不平衡工况下壁板的应力等值线图	163
4.6.3	断索工况下壁板的应力等值线图	165
4.6.4	超载工况下壁板的应力等值线图	167
4.7	小结	169
第5章	索塔锚固区部位实测值与有限元比较分析	170
5.1	锚固区传力途径分析	170
5.2	钢锚梁—钢牛腿结构受力分析	171
5.2.1	钢锚箱主要板件受力分析	171
5.2.2	钢锚梁主要板件受力分析	175
5.2.3	钢牛腿受力分析	184
5.3	其他部位受力分析	191
5.3.1	索塔混凝土受力分析	191
5.3.2	索塔内普通钢筋受力分析	191
5.3.3	壁板受力分析	191
5.3.4	护筒及劲性骨架受力分析	191
5.4	小结	191
第6章	结论及建议	193
6.1	模型试验的结论	193
6.2	建议	194