杭州湾跨海大桥索梁锚固节点模型试验研究.pdf

115．杭州湾跨海大桥索梁锚固节点模型试验研究 朱劲松 曹一山 肖汝诚 (同济大学桥梁工程系) 摘 要：以杭州湾跨海大桥耳板销铰式索梁锚固结构为研究对象。进行了1：3缩尺模型试验。 分别在北航道桥最长边索的实际索力及其1．4倍、1．7倍索力三种r况下。研究斜拉索索力作用在 耳板上时，耳板的应力分布尤其是耳板孔周的应力分布：研究耳板与钢箱梁斜腹板连接的传力途 径。考察锚腹板抗层状撕裂性能、螺栓受力不均匀性和销铰转动性能。通过谈索在设计最大、最小 索力作用下的低周反复荷载试验研究了耳板螺栓抗疲劳性能。试验研究表明。该桥的耳板式索梁 锚固结构传力可靠．构造合理。是较为理想的索梁锚固形式。本文研究可为杭州湾大桥的索梁锚 固结构设计提供试验支持。同时本文的试验系统设计与方法也可为同类试验研究参考。 关键词：斜拉桥斜拉索 耳板销铰式连接模型试验应力状态 1 引言 杭州湾跨海大桥是我国“五纵七横”国道主干线中同江一三亚沿海大通道跨越杭州湾最便 捷的通道，也是浙江省规划的“两纵、两横、十八连、三绕、三通道”干线公路网的重要组成部分， 是浙江省重大基础设施建设项目。杭州湾跨海大桥跨越两个航道，即南航道和北航道。北航 100+160+318—578mA型独塔双索面钢箱梁斜拉桥，南、北航道桥均采用扁平钢箱梁。北航 道桥梁全宽33m(不含锚索区)，行车道宽(2×11．25)m，按高速公路6车道设计。设计荷载等 级为汽车一超20级，挂车一120。 为了便于日后斜拉索换索和日常检查维护，斜拉索在钢箱梁上的锚固方式采用耳板销铰 形式。耳板销铰式索梁锚固结构首次在诺曼第大桥上采用，而在国内应用尚刚刚起步，目前仅 舟山桃天门大桥和深圳湾公路大桥中采用了这种结构形式。为确保结构设计的合理性和安全 840 性，本文以杭州湾跨海大桥耳板销铰式索梁锚固结构为研究对象，进行了1：3缩尺模型试验， 分别在北航道桥最长边索B14的实际索力及其1．4倍、1．7倍索力作用下，研究斜拉索索力作 用在耳板上时，耳板的应力分布尤其是耳板孔周的应力分布；研究耳板与钢箱梁斜腹板连接的 传力途径，考察螺栓受力不均匀性和销铰转动性能；研究了该索在设计最大、最小索力作用下 的低周反复荷载试验研究耳板螺栓抗疲劳性能。通过模型试验与理论分析共同验证了该桥的 耳板式索梁锚固结构传力可靠性和构造合理性。本文研究可为杭州湾大桥的索梁锚固结构设 计提供直接的试验支持，为设计、制造这一新型结构提供试验依据和理论依据，同时本文的试 验系统设计与方法也可为同类试验研究作参考。 2模型试验 2．1试件设计 按施工图设计要求B14索采用的D类型耳板锚固构造为蓝本，在受力最大的B14索与箱 梁锚固处分割出该结构，设计模型相似比为1：3的试验模型如图1所示。试验模型总体尺寸 为： ①模型箱高H一实桥箱高3．158／3=1．053m； ②横桥向取钢箱梁边缘B一4．524／3—1．708m； 距3。75／3=1．25m。 lj28—0 1250 … 1250 1250 …460： 一 一—P l一 ∥1)顶枞蘸 E 引 | ’：疆C型 ]j ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 横隔板位置中心线 b、 图1试验模型(尺寸单位：mm) a)横断面．b)梁段立面图 根据钢材