异形截面斜拉桥索塔锚固区节段受力性能研究

索塔拉索锚固区是斜拉桥中的关键部位，拉索的局部集中力将通过这一部位安全、均匀地传递到塔柱中。由于拉索的局部强大集中力、预应力筋的锚固力以及孔洞削弱等因素影响使该区域受力状态十分复杂。因此，斜拉桥索塔锚固区节段受力性能分析探讨受到桥梁界的瞩目，索塔锚固区也是斜拉桥设计和施工的难点和关键。本书依托哈尔滨绕城高速公路四方台大桥工程项目，开展对该桥单轴对称类六边形横截面索塔锚固区节段受力分析和试验研究工作。通过足尺模型试验和理论分析，对该桥索塔受水平分力最大的塔顶部锚固区节段设计方案进行可靠性验证，提出索塔锚固区所选节段优化设计方案。应用ANSYS 软件针对索塔锚固区所选节段进行空间有限元分析，考察索塔锚固区的应力分布和变形情况；然后，对索塔锚固区进行了预应力束施工工艺试验；通过试验确定塑料波纹管的孔道摩阻系数，对预应力钢束张拉伸长量进行分析，并对预应力孔道真空辅助压浆工艺进行探讨。试验采用与实际施工相同的真空辅助压浆工艺，确定了效果良好的压浆配比。试验结果表明，真空辅助压浆工艺用于预应力管道的灌浆，具有很好的压浆饱满度和密实性效果。在混凝土塔中布置钢横梁或钢-混凝土组合横梁可分担拉索引起的水平拉力、垂直分力以及偏心弯矩。通过有限元分析得出，索塔锚固区横梁作用效果不明显，与足尺模型试验结果相吻合。