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索塔锚固区集中受到斜拉索的巨大拉力作用,是斜拉桥设计的关键部位。本文依托的赤石特大桥索塔锚固区有两大新的特点:(1)钢锚梁顶、底板为满足斜拉索的张拉空间预留一定大小的孔洞。赤石大桥位于山谷之间,桥面以下塔柱高。出于对高塔稳定性的考虑,斜拉索在索塔上锚固的竖向索距设计得更小。索距减小可能使张拉空间受限,为保证施工过程中斜拉索张拉的顺利进行,有时需要在钢锚梁、钢锚箱等钢结构的顶、底板上开孔。而板件开孔会造成孔洞两侧的纵桥向拉应力增加,而且孔洞周围会有应力集中现象。因此有必要对板件开孔对板件的受力性能造成的影响进行仔细分析。(2)赤石大桥采用的钢锚梁-钢牛腿组合结构是一种较新型的结构型式,该结构型式是一种较合理的锚固方式,在以后的实际中将得到越来越多的应用。但目前对这种结构受力性能的研究尚不完善,需要进一步的研究。本文从孔洞对钢锚梁板件的应力分布影响和钢锚梁-索塔间的水平受力机理两方面展开研究。(1)建立有限元模型,并结合索塔锚固区的足尺模型试验分析板件开孔对钢锚梁的整体安全性造成的影响。通过有限元分析较全面的掌握索塔节段在各级工况下的应力分布情况,并指导模型试验的进行。结果说明钢锚梁顶、底板开孔截面上的应力比未开孔截面的应力更大,但整个板件的应力水平相对较低,因此板件的局部开孔并没有造成钢锚梁的安全隐患。(2)针对赤石大桥采用的新型锚固结构,本文提出一种简化的理论计算模型。分别建立了钢锚梁单侧与钢牛腿焊接、钢锚梁两侧与钢牛腿焊接这两种工况下的混凝土索塔和钢锚梁斜拉索水平分力分配值计算简化公式,应用简单,可方便指导设计。理论计算结果与实测结果、有限元计算结果之间的水平分力分配值误差在10%以内,理论计算与有限元计算结果误差在5%以内。理论计算方法精度较高,便于应用。模型试验结果表明钢锚梁边界条件变化前后钢锚梁的斜拉索水平分力分配值为70%左右,混凝土索塔的斜拉索水平分力分配值为30%左右。最后以简化理论公式为基础,进一步分析了摩擦系数、倒角处杆系倾角、侧墙长度、端墙长度和钢锚梁横截面面积的变化对锚固区水平受力性能的影响。研究表明除倒角处杆系倾角外,其他参数的变化对水平分力分配值的影响较大。