厦漳跨海大桥索梁锚固结构疲劳试验研究

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随着大跨度斜拉桥不断发展,其跨度的增大对桥本身的索梁锚固结构提出了更高的要求。斜拉索的巨大索力斜向并集中地作用于斜拉桥主梁的锚固结构,锚固区结构的可靠与否将直接关系到整个大桥的安全,因此锚固结构是控制设计的关键部位。本文通过厦漳跨海大桥锚拉板式索梁锚固结构的静力和疲劳试验,并结合有限元分析,对该结构安全性进行评估。主要进行下面几个方面工作:首先,对南汊主桥进行整桥有限元分析,以确定出Z12锚固结构作为研究对象。在证模型和原型具有相同的受力状态和约束条件下,设计了合理的试验模型,完成了锚拉板模型结构的静力和疲劳试验设计。根据试验模型的有限元分析,得到Z12锚拉板模型的应力分布情况,依据试验模型的应力分布情况,制定出静力和疲劳试验的实验方案。其次,通过分析该模型静力的试验数据,并与有限元计算结果进行比较,可知锚拉板结构满足强度要求,但在局部区域里仍有严重的应力集中现象。而分析锚拉板足尺模型疲劳试验数据后发现,在设计疲劳荷载循环前、后及各个中间阶段,各主要测点的静载主应力值差别很小,应变与荷载之间呈线性关系。加载和卸载两个过程具有很好的对称性(可恢复性),而且与每次静载试验的应变值非常接近,在循环200万次后,试验模型构造未出现裂纹。所以,原型结构在正常养护维修情况下,在设计寿命期内不会发生疲劳开裂。第三,有限元计算结果与试验结果比较吻合,验证了锚拉板足尺试验模型试验数据的可靠性,试验数据基本上反映了实桥的受力状态,能够作为实桥工作状态安全性评判的依据。疲劳试验表明:厦漳跨海大桥的锚拉板式索梁锚固结构疲劳强度符合设计要求。
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