斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范

DB36/T681-2014DB36/T—2018斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范范圍本規(guī)范規(guī)定了斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)的基本思路和方法，除應(yīng)符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家和行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。本規(guī)范適用于江西省境內(nèi)新建斜拉橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)新建斜拉橋可參考本規(guī)范執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。JTGD62-2004《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD60-2015《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTG/TF50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTGD64-2015《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50153-2008《公路工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》BS5400-5:2005《鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋》JTG/TD65-01-2007《公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/TD60-01-2004《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TB02-01-2008《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》

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anchorbeam索塔上錨固斜拉索的梁形鋼結(jié)構(gòu)裝置。牛腿Corbel與塔柱相連或塔柱的一部分，用于支撐鋼錨梁的結(jié)構(gòu)裝置。錨墊板Anchorplate鋼錨梁上用于支撐斜拉索錨頭的厚鋼墊板。剪力連接件Shearconnection連接鋼、混凝土兩種材料結(jié)構(gòu)的部件，常用圓柱頭焊釘和開孔板連接件。約束體系Constraintsystem鋼錨梁在兩端與索塔牛腿的約束方式。斜拉索初拉力Initialcable

force斜拉索安裝到梁段上時(shí)，對(duì)斜拉索施加的初始張拉力。預(yù)拼裝Pre-assembled為檢驗(yàn)構(gòu)件是否滿足安裝質(zhì)量要求而進(jìn)行的拼裝。符號(hào)C50——表示立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為50MPa的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)；fck——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；fcd——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ftk——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；ftd——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ec——混凝土的彈性模量；Gc——混凝土的剪切模量；ν——混凝土的泊松比；ρ——材料的重力密度；α——材料的線膨脹系數(shù)；?pd’——預(yù)應(yīng)力的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；?pk——預(yù)應(yīng)力的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；?pd——預(yù)應(yīng)力的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ep——預(yù)應(yīng)力的彈性模量；k——孔道摩擦系數(shù)；μ——孔道偏差系數(shù)；[σ]——鋼材的軸向容許應(yīng)力；[σw]——鋼材的彎曲容許應(yīng)力；[τ]——鋼材的剪切容許應(yīng)力；Es——鋼材的彈性模量；——圓柱頭焊釘平均承載力；d——圓柱頭焊釘?shù)闹睆?；H——圓柱頭焊釘?shù)母叨?，mm；——橋面板混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，MPa；——焊釘?shù)淖畲蟪休d力設(shè)計(jì)值；——混凝土彈性模量；——圓柱頭焊釘釘桿截面面積；——圓柱頭焊釘抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——栓釘材料抗拉強(qiáng)度最小值與屈服強(qiáng)度之比。基本設(shè)計(jì)規(guī)定材料混凝土選用索塔錨固區(qū)采用高標(biāo)號(hào)混凝土，技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004）的規(guī)定。表1列出部分高標(biāo)號(hào)混凝土的材料特性。表1混凝土的材料特性強(qiáng)度等級(jí)C50C55C60抗壓強(qiáng)度（MPa）標(biāo)準(zhǔn)值fck32.435.538.5設(shè)計(jì)值fcd22.424.426.5抗拉強(qiáng)度（MPa）標(biāo)準(zhǔn)值ftk2.652.742.85設(shè)計(jì)值ftd1.831.891.96彈性模量Ec（MPa）3.45×1043.55×1043.6×104剪切模量Gc（MPa）1.38×1041.42×1041.44×104泊松比ν0.20.20.2重力密度ρ（kN/m3）25.0~26.025.0~26.025.0~26.0線膨脹系數(shù)α（1/℃）1.0×10-51.0×10-51.0×10-5普通鋼筋選用鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的普通鋼筋應(yīng)選用熱軋HPB235、HRB335及HRB400及KL400鋼筋，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別符合《鋼筋混凝土用鋼第一部分：熱軋光圓鋼筋》（GB1499.1-2008）、《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的箍筋應(yīng)選用帶肋鋼筋。預(yù)應(yīng)力材料選用預(yù)應(yīng)力鋼絞線技術(shù)條件應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224-2014)的規(guī)定要求。預(yù)應(yīng)力粗鋼筋技術(shù)條件應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》（GBT20065-2006）的規(guī)定要求。預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接技術(shù)條件應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接》（GB14370-2015）。預(yù)應(yīng)力鋼筋的主要材料性能摘錄如表2所示。表2預(yù)應(yīng)力鋼筋材料性能鋼筋種類鋼絞線(1x7)精軋螺紋粗鋼筋符號(hào)ΦS15.2PSB830PSB930PSB1080抗壓強(qiáng)度(MPa）設(shè)計(jì)值?pd’390400400400抗拉強(qiáng)度（MPa）標(biāo)準(zhǔn)值?pk18608309301080設(shè)計(jì)值?pd1260690775900彈性模量Ep（MPa）1.95×1052.0×105單根延米質(zhì)量(kg/m)1.10135.9(名義直徑75mm)線膨脹系數(shù)α（1/℃）1.2x10-5計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，局部偏差影響系數(shù)k和摩擦系數(shù)μ如表3所示。具體參數(shù)可通過預(yù)應(yīng)力孔道摩阻試驗(yàn)實(shí)測(cè)。表3摩擦系數(shù)和局部偏差系數(shù)管道成型方式kμ鋼絞線（1×7）精軋螺紋粗鋼筋預(yù)埋金屬波紋管0.00150.20~0.250.50預(yù)埋塑料波紋管0.00150.14~0.17/結(jié)構(gòu)鋼材選用鋼錨梁和鋼牛腿根據(jù)受力需要選擇采用Q345q、Q370q和Q420q，其技術(shù)條件應(yīng)滿足《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T714-2008）的規(guī)定要求。主體結(jié)構(gòu)用鋼材的主要材料性能如表4所示。表4鋼材主要材料性能鋼材牌號(hào)Q345qQ355NHQ370qQ420q軸向容許應(yīng)力[σ](MPa)200210210230彎曲容許應(yīng)力[σw](MPa)210220220240剪切容許應(yīng)力[τ](MPa)120120125140端面承載容許應(yīng)力(MPa)300315315345彈性模量Es（MPa）2.10x105重力密度ρ(kN/m3)78.5線膨脹系數(shù)α(1/oC)1.2x10-5注：本表所列容許應(yīng)力適用于鋼材板厚小于16mm情形，當(dāng)鋼材板厚大于20mm，屈服點(diǎn)有變化時(shí)，容許應(yīng)力應(yīng)乘以屈服強(qiáng)度降低的比例系數(shù)。剪力連接件推薦采用圓柱頭焊釘，其材料為ML15，其技術(shù)條件應(yīng)符合《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》（GB/T10433-2002）的規(guī)定。也可采用開孔板連接件。高強(qiáng)螺栓技術(shù)條件應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓》（GB/T1228-2006）的規(guī)定要求；螺母的技術(shù)條件應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺母》（GB/T1229-2006）的規(guī)定要求；墊圈的技術(shù)條件應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度墊圈》（GB/T1230-2006）的規(guī)定要求；同時(shí)均應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》（GB/T1231-2006）的規(guī)定要求。焊接材料應(yīng)通過焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)進(jìn)行選擇，所選焊條、焊劑、焊絲均應(yīng)符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)原則鋼錨梁索塔錨固區(qū)適用于常規(guī)及大跨度的斜拉橋，在大跨度（600m以上）斜拉橋上應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較好。本規(guī)范指定的鋼錨梁索塔錨固區(qū)中的鋼筋混凝土構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件和剪力連接件按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)，索塔錨固區(qū)中的鋼構(gòu)件采用容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)。若本規(guī)范無特殊規(guī)定，鋼筋混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（承載能力或應(yīng)力）驗(yàn)算應(yīng)滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004），剪力連接件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（承載力）驗(yàn)算應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）的相關(guān)規(guī)定，鋼構(gòu)件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（剛度或穩(wěn)定性）驗(yàn)算應(yīng)滿足《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD64-2015）。索塔錨固區(qū)中的塔壁混凝土構(gòu)件、剪力連接件等主要受力構(gòu)件，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)宜結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)遵照《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD60-01-2004）進(jìn)行。斜拉索應(yīng)安裝減震阻尼裝置以減小風(fēng)振引起共振的風(fēng)險(xiǎn)。索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)宜結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)遵照《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/TB02-01-2008)

進(jìn)行。錨固區(qū)宜采用有利于橋梁結(jié)構(gòu)整體性的連接方式，并應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的耐久性要求；采用對(duì)抗震有利的延性結(jié)構(gòu)或材料；條件允許時(shí)，可采用減隔震裝置，減小橋梁的地震反應(yīng)。索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算應(yīng)按有效凈截面計(jì)算，變形驗(yàn)算可按毛面積計(jì)算。作用及取值依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）第4章規(guī)定取用。在進(jìn)行最不利組合索力結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)，宜至少包含最大索力工況、同節(jié)段最大索力差值工況。索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮特殊情況下斜拉索失效效應(yīng)（單側(cè)單根換索或斷索）。結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式鋼錨梁索塔錨固區(qū)由鋼錨梁、混凝土塔壁及牛腿結(jié)構(gòu)組成，如圖1所示。鋼錨梁是斜拉索水平力的主要受力結(jié)構(gòu)，混凝土塔壁是斜拉索豎向力的主要受力結(jié)構(gòu)，牛腿是鋼錨梁的支承結(jié)構(gòu)和斜拉索豎向力的傳力結(jié)構(gòu)。圖1鋼錨梁索塔錨固區(qū)組成示意混凝土塔壁通常為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般采用環(huán)向預(yù)應(yīng)力。鋼錨梁由斜拉索錨固傳力裝置和縱梁結(jié)構(gòu)組成，如圖2所示。斜拉索錨固裝置由錨墊板、加勁板、鋼錨梁側(cè)板組成。縱梁多采用箱型閉合結(jié)構(gòu)，也可采用由鋼錨梁側(cè)板與桿件組成的非閉合結(jié)構(gòu)。圖2鋼錨梁結(jié)構(gòu)示意鋼錨梁索塔錨固區(qū)中的牛腿有鋼筋混凝土牛腿、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土牛腿、鋼結(jié)構(gòu)牛腿（簡(jiǎn)稱鋼牛腿），如圖3所示。主跨超過800m時(shí)宜采用鋼牛腿，主跨小于400m時(shí)宜采用鋼筋混凝土牛腿或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土牛腿。圖3牛腿結(jié)構(gòu)示意鋼錨梁索塔錨固區(qū)平面布置視主塔形式、施工便利性等因素可采用單梁?jiǎn)嗡髅?、單梁雙索面和雙梁雙索面等構(gòu)造形式。圖4鋼錨梁索塔錨固區(qū)平面布置示意鋼錨梁約束體系常見的主要有剛性連接、非剛性連接、先滑動(dòng)后固結(jié)等方式。針對(duì)鋼錨梁和鋼牛腿的組合結(jié)構(gòu)形式，建議采用先滑動(dòng)后固結(jié)的方式。（a）剛性連接（b）滑動(dòng)連接圖5鋼錨梁約束體系示意鋼牛腿節(jié)段之間連接方式，常見的有：節(jié)段間磨光頂緊后螺栓接、普通螺栓連接、上下節(jié)段分離。結(jié)構(gòu)尺寸索塔錨固區(qū)平面布置的結(jié)構(gòu)尺寸需根據(jù)結(jié)構(gòu)整體和局部受力要求、檢查維護(hù)便利性、施工便利性以及造型與景觀等方面進(jìn)行，綜合考慮得出相應(yīng)最優(yōu)方案。需要考慮的事宜包括:整體剛度：索塔錨固區(qū)所在上塔柱的整體剛度滿足橋梁整體受力要求；局部強(qiáng)度：索塔錨固區(qū)能承擔(dān)巨大斜拉索集中力的作用；（3）檢查維護(hù)通道：索塔錨固區(qū)內(nèi)腔預(yù)留電梯、扶梯、照明等檢查維護(hù)通道；（4）施工平臺(tái)：預(yù)留斜拉索塔端張拉的施工和操作平臺(tái)；（5）造型與景觀：與外部環(huán)境協(xié)調(diào)、美觀；（6）防水：主塔內(nèi)部應(yīng)該防止雨水等滲入。鋼錨梁索塔錨固區(qū)的節(jié)段高度主要考慮該節(jié)段結(jié)構(gòu)能承擔(dān)本節(jié)段斜拉索水平分力的作用，同時(shí)能承擔(dān)本節(jié)段斜拉索豎向分力的作用，并將該豎向力傳遞至混凝土塔壁。對(duì)于跨度超過500m的斜拉橋，其節(jié)段高度建議不小于1.5m。鋼錨梁的結(jié)構(gòu)尺寸主要考慮以下幾個(gè)因素：鋼錨梁中截面上合理的應(yīng)力水平和變形限值；斜拉索錨固傳力結(jié)構(gòu)的板件穩(wěn)定性要求；鋼錨梁側(cè)拉板倒角位置應(yīng)力集中處的應(yīng)力水平。錨墊板作為承擔(dān)斜拉索集中力的最主要的受力和傳力板件，不僅要保證板件本身應(yīng)力在許可范圍和不失穩(wěn)，同時(shí)也改善錨墊板下方板件的受力狀況。實(shí)橋上錨墊板厚度建議根據(jù)斜拉索索力大小確定，絕對(duì)總厚度不宜小于70cm。構(gòu)造要求鋼錨梁索塔錨固區(qū)各構(gòu)件的構(gòu)造要求應(yīng)遵照《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ025-86)》、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）》、《公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則（JTG/TD65-01-2007）》等國(guó)家或行業(yè)規(guī)范的要求。鋼錨梁和鋼牛腿的制造、運(yùn)輸、吊裝應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化，采用分節(jié)段的形式。為減少現(xiàn)場(chǎng)高空焊接工作，節(jié)段連接建議采用螺栓連接。在塔柱內(nèi)部預(yù)留適當(dāng)?shù)奈恢?，方便人員和物料運(yùn)輸、檢查。斜拉索在塔端張拉的應(yīng)預(yù)留張拉空間和施工操作。塔柱內(nèi)部應(yīng)布置樓梯、扶手、照明，有條件時(shí)宜布置電梯等升降設(shè)施。索塔錨固區(qū)的構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)為后期斜拉索更換提供便利條件。鋼牛腿、鋼錨梁及連接構(gòu)件作為橋梁的永久結(jié)構(gòu)，應(yīng)做好防腐設(shè)計(jì)。箱內(nèi)建議采用防腐涂裝，條件容許時(shí)可加抽濕。在斜拉索塔端錨頭、預(yù)應(yīng)力錨頭、鋼混界面等部位應(yīng)進(jìn)行密封性處理。錨固區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)板件設(shè)計(jì)索塔錨固區(qū)中鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)建立空間模型，進(jìn)行局部受力分析，各項(xiàng)計(jì)算應(yīng)力值應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。鋼錨梁中部的鋼梁可按軸向受拉構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。鋼錨梁斜拉索錨固結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮相鄰錨固板件之間的相互影響，并驗(yàn)算各板件的應(yīng)力和變形。對(duì)采用構(gòu)造復(fù)雜或新型結(jié)構(gòu)的鋼錨梁，應(yīng)進(jìn)行足尺模型試驗(yàn)研究。鋼錨梁和鋼牛腿所用板件均應(yīng)滿足寬厚比要求，對(duì)于受壓應(yīng)力和變形較大的板件應(yīng)布置加勁肋，需保證不出現(xiàn)局部失穩(wěn)。鋼錨梁側(cè)拉板的材質(zhì)需進(jìn)行Z向性能測(cè)試，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313-2010的規(guī)定?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼錨梁索塔錨固區(qū)的混凝土塔壁，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)的基本組合，組合表達(dá)式中的作用采用標(biāo)準(zhǔn)值，并乘以作用分項(xiàng)系數(shù)。各種作用的分項(xiàng)按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）的規(guī)定取用。當(dāng)結(jié)構(gòu)遇有偶然作用時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行作用效應(yīng)的偶然組合。對(duì)局部受力復(fù)雜的部位應(yīng)建立空間模型，進(jìn)行局部受力分析，各項(xiàng)計(jì)算應(yīng)力值應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。根據(jù)索塔錨固區(qū)的簡(jiǎn)化計(jì)算模型，端壁宜按受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，側(cè)壁宜按受拉構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，預(yù)應(yīng)力錨固位置按局部承壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖6錨固區(qū)混凝土塔壁示意鋼錨梁索塔錨固區(qū)混凝土塔壁宜布置預(yù)應(yīng)力，建議按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件或A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)。如采用鋼筋混凝土構(gòu)件和B類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)進(jìn)行最大裂縫寬度驗(yàn)算，建議裂縫寬度限值不大于0.15mm?；炷了诘念A(yù)應(yīng)力布置形式主要有井字型、合抱的U型預(yù)應(yīng)力、U型與直線束組合等。采用U形布置時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失和伸長(zhǎng)量偏差較普通預(yù)應(yīng)力筋大，須在施工前進(jìn)行孔道摩阻測(cè)試以獲得更精確的數(shù)據(jù)控制參數(shù)。塔壁鋼筋混凝土和鋼筋應(yīng)當(dāng)能夠承受抗剪連接鍵傳遞的荷載，并確保無任何剪力滑動(dòng)、板壁分離、縱向裂紋、局部破碎或斷裂。剪力連接設(shè)計(jì)鋼-混凝土結(jié)構(gòu)中的剪力連接件主要有圓柱頭焊釘和開孔板連接件。對(duì)錨固區(qū)結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先采用剛度適中的圓柱頭焊釘。在鋼錨梁索塔錨固區(qū)中，剪力連接件的布置可采用集束式，也可采用均布式。集束式剪力連接件布置以節(jié)段為單位，在斜拉索索導(dǎo)管附近布置剪力連接件群。a)均布式b）集束式圖7剪力連接件布置方式示意圓柱頭焊釘屬于柔性剪力連接件，在索塔錨固結(jié)構(gòu)中不建議與其他剛性剪力連接件混合使用。在本規(guī)范指定的鋼錨梁索塔錨固區(qū)中采用的圓柱頭焊釘應(yīng)符合下列要求：圓柱頭焊釘?shù)牟牧?、機(jī)械性能以及焊接要求應(yīng)滿足《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》（GB/T10433-2002）的規(guī)定。圓柱焊釘最小長(zhǎng)度不應(yīng)小于6倍直徑。鋼板厚度不應(yīng)小于圓柱頭焊釘直徑的1.0倍。焊釘?shù)牟贾闷骄g距不宜超過220mm，最大間距不宜超過300mm。焊釘?shù)耐鈧?cè)邊緣與鋼板邊緣的距離不應(yīng)小于1.2倍的焊釘直徑。在鋼錨梁索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)中，圓柱頭焊釘?shù)钠骄休d力應(yīng)至少滿足下列計(jì)算公式 式中，d——圓柱頭焊釘?shù)闹睆剑琺m；H——圓柱頭焊釘?shù)母叨?，mm；——橋面板混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，MPa。在鋼錨梁索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)中，單個(gè)焊釘?shù)淖畲蟪休d力設(shè)計(jì)值 式中，——混凝土彈性模量； ——圓柱頭焊釘釘桿截面面積； ——圓柱頭焊釘抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——栓釘材料抗拉強(qiáng)度最小值與屈服強(qiáng)度之比。開孔板連接件在索塔錨固區(qū)未普遍使用，其構(gòu)造技術(shù)要求、計(jì)算方法等參考國(guó)內(nèi)外相應(yīng)規(guī)范或科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行。 焊接連接設(shè)計(jì)根據(jù)應(yīng)力要求，鋼錨梁和鋼牛腿可采用Q345q、Q370q和Q420q鋼材。不同等級(jí)的鋼材具有相同的焊接特性時(shí)，可采用焊接連接。鋼錨梁和鋼牛腿需要的各種類型的焊接接頭，應(yīng)采用焊接工藝認(rèn)證試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。焊接工藝認(rèn)證試驗(yàn)審批之后，應(yīng)當(dāng)編制焊接工藝實(shí)施規(guī)程。焊接環(huán)境應(yīng)當(dāng)與焊接工藝認(rèn)證試驗(yàn)采用的車間生產(chǎn)條件相同。焊縫金屬應(yīng)與主體金屬相適應(yīng)。焊絲的屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、延伸率和夏比V型缺口沖擊功最小值，須等同于或者高于指定的母材。焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等情況，按下述原則分別選用不同的質(zhì)量等級(jí)：主要構(gòu)件受拉的橫向、縱向?qū)雍缚p及設(shè)計(jì)明確要求的熔透角焊縫為Ⅰ級(jí)焊縫；主要構(gòu)件受壓的橫向、縱向?qū)雍缚p及主要角焊縫為Ⅱ級(jí)焊縫；鋼錨梁與鋼牛腿的現(xiàn)場(chǎng)連接可采用栓焊結(jié)合方式，也可采用三面圍焊焊接方式。結(jié)構(gòu)分析一般規(guī)定鋼錨梁索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)分析可采用仿真分析、模型試驗(yàn)等方法進(jìn)行。結(jié)構(gòu)分析采用的計(jì)算模型和基本假定，應(yīng)能準(zhǔn)確描述結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)下的力學(xué)行為，其精度應(yīng)能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。根據(jù)分析結(jié)構(gòu)范圍和目的不同，可分為錨固區(qū)整體結(jié)構(gòu)分析和局部結(jié)構(gòu)分析。在結(jié)構(gòu)分析中，宜考慮環(huán)境對(duì)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)性能的影響。結(jié)構(gòu)受力分析可按彈性理論進(jìn)行，但在局部精細(xì)化分析時(shí)應(yīng)考慮鋼與混凝土之間摩擦接觸非線性關(guān)系。錨固區(qū)整體結(jié)構(gòu)分析錨固區(qū)整體結(jié)構(gòu)整體分析，應(yīng)對(duì)塔柱整個(gè)布索區(qū)節(jié)段進(jìn)行建模并分析。宜采用實(shí)體塊或板單元建立有限元模型。整體分析應(yīng)分別在施工與成橋狀態(tài)選取最不利荷載工況對(duì)結(jié)構(gòu)最大主壓應(yīng)力、最大主拉應(yīng)力、最大縱向變形、最不利節(jié)段位置進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)算。整體分析應(yīng)了解索塔錨固區(qū)上斜拉索豎向力和水平力的傳力途徑和分配比例，并為局部分析提供邊界條件依據(jù)。錨固區(qū)局部結(jié)構(gòu)分析錨固區(qū)局部結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算模型應(yīng)包含典型和受力最不利的節(jié)段。局部結(jié)構(gòu)分析的邊界條件需整體分析結(jié)果或其他可靠分析結(jié)果作為依據(jù)。錨固區(qū)局部結(jié)構(gòu)分析模型，混凝土須采用實(shí)體單元模擬，鋼結(jié)構(gòu)宜采用實(shí)體塊或板殼單元模擬，預(yù)應(yīng)力采用桿或索單元模擬，剪力連接件可采用以剛度等效的多段梁?jiǎn)卧蚨嘞驈椈蓡卧M。劃分單元時(shí)須注意單元的形狀和尺度問題。單元?jiǎng)澐诌^程中，須避免局部構(gòu)造細(xì)節(jié)處的單元尺度過大導(dǎo)致的分析失真。鋼錨梁約束條件應(yīng)符合實(shí)橋?qū)嶋H情況。如鋼錨梁采用先滑動(dòng)后固結(jié)的，宜模擬進(jìn)行施工過程。錨固區(qū)局部結(jié)構(gòu)分析應(yīng)該進(jìn)行混凝土收縮、徐變效應(yīng)影響分析。

條文說明4基本設(shè)計(jì)規(guī)定4.1設(shè)計(jì)原則4.1.1鋼錨梁索塔錨固區(qū)在早期中小跨徑斜拉橋中已得到廣泛應(yīng)用。近些年來，隨著鋼錨梁索塔錨固區(qū)的發(fā)展，在千米級(jí)斜拉橋也較廣泛地采用鋼錨梁索塔錨固區(qū)，國(guó)內(nèi)外采用鋼錨梁索塔錨固區(qū)的大跨徑斜拉橋如表1所示。表1國(guó)內(nèi)外采用鋼錨梁索塔錨固區(qū)的大跨徑斜拉橋序號(hào)橋名橋型1俄羅斯島大橋主跨1104米雙塔雙索面斜拉橋2滬通長(zhǎng)江公鐵兩用橋主跨1092米雙層鋼桁梁公鐵兩用斜拉橋3九江長(zhǎng)江公路大橋主跨818米雙塔雙索面混合梁斜拉橋4荊岳長(zhǎng)江公路大橋主跨816米雙塔雙索面混合梁斜拉橋5廈漳跨海大橋北汊主橋主跨780米雙塔雙索面斜拉橋6閔浦大橋主跨708米雙塔雙索面雙層公路斜拉橋7中朝鴨綠江界河公路大橋主跨636米雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋8舟山連島工程金塘大橋主跨620米雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋4.1.4根據(jù)多座橋的實(shí)測(cè)結(jié)果，采用U形布置的預(yù)應(yīng)力實(shí)際參數(shù)一般偏差較大，為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)，設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)適當(dāng)考慮U形索預(yù)應(yīng)力損失較大的實(shí)際情況。4.1.5鋼錨梁索塔錨固區(qū)中鋼錨梁的約束體系有很多方式。在早期鋼錨梁索塔錨固區(qū)中，部分斜拉橋索塔錨固區(qū)采用分離式結(jié)構(gòu)體系，鋼錨梁兩端放置在橡膠支座上，可在限定范圍內(nèi)滑動(dòng)，如灌河特大橋。而在九江長(zhǎng)江公路大橋、荊岳長(zhǎng)江公路大橋等橋梁采用整體式結(jié)構(gòu)體系，索塔錨固區(qū)中的鋼錨梁在斜拉索初張拉后兩端焊接在鋼牛腿上。從抗震角度考慮，優(yōu)先采用整體式結(jié)構(gòu)體系，對(duì)分離式結(jié)構(gòu)體系應(yīng)采用減隔震裝置等措施，減小橋梁的地震反應(yīng)。4.2作用及取值4.2.3目前，國(guó)內(nèi)90年代建造的混凝土斜拉橋不少已進(jìn)行了斜拉索更換。橋梁工程作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施和交通命脈，一般土木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)于斜拉索設(shè)計(jì)壽命。從當(dāng)前對(duì)既有橋梁實(shí)踐看，斜拉索是斜拉橋的薄弱部位，斜拉索錨頭滲水、銹蝕現(xiàn)象較常發(fā)生。因此，斜拉索的正常更換是橋梁在壽命周期內(nèi)不可避免的事情。因此，從設(shè)計(jì)角度考慮斜拉索可更換性是必須的，相應(yīng)的索塔結(jié)構(gòu)也應(yīng)確保在換索工況下結(jié)構(gòu)的安全性。在九江長(zhǎng)江公路大橋索塔錨固區(qū)結(jié)構(gòu)特性及試驗(yàn)研究中，對(duì)假設(shè)一根斜拉索失效不利條件下索塔錨固構(gòu)造的應(yīng)力、變形進(jìn)行針對(duì)性分析。計(jì)算模型節(jié)段數(shù)目為5個(gè)，取24、25、26、27、28頂部5個(gè)節(jié)段索塔錨固區(qū)，同時(shí)在28節(jié)段上方根據(jù)構(gòu)造延長(zhǎng)2m，忽略頂部裝飾。模型底部施加固結(jié)約束，頂部自由，鋼錨梁與牛腿之間采用固結(jié)約束。分析表明：當(dāng)索塔錨固區(qū)中的一根斜拉索“失效”時(shí)，不考慮沖擊的情況下，對(duì)該節(jié)段和附近節(jié)段鋼錨梁和混凝土塔壁受力影響較小，鋼錨梁在單根拉索“失效”情況下仍是安全的。5結(jié)構(gòu)形式與布置5.1結(jié)構(gòu)形式5.1.1中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司對(duì)九江長(zhǎng)江公路大橋和荊岳長(zhǎng)江公路大橋進(jìn)行的索塔錨固區(qū)模型試驗(yàn)研究表明：塔錨固區(qū)斜拉索索力的水平分力大部分都主要由鋼錨梁承擔(dān)，而塔壁混凝土僅承受了少部分的水平分力，如表2所示。斜拉橋索塔錨固區(qū)混凝土的開裂主要是由斜拉索索力的水平分力引起的，鋼錨梁兩端固定工況下，鋼錨梁承擔(dān)的水平分力比例最大，應(yīng)避免在施工起始階段采用該約束方式。表2索塔錨固區(qū)鋼錨梁承擔(dān)斜拉索水平分力比例橋名工況鋼錨梁承擔(dān)比例計(jì)算值實(shí)測(cè)值九江長(zhǎng)江公路大橋岸側(cè)固定江側(cè)滑動(dòng)88.90%86.60%兩端固定68.80%66.60%推薦支承方式83.70%83.20%荊岳長(zhǎng)江公路大橋一端固定一端滑動(dòng)87.30%推薦支承方式83.70%兩端滑動(dòng)88.60%根據(jù)對(duì)荊岳長(zhǎng)江公路大橋進(jìn)行的實(shí)橋索塔錨固區(qū)荷載試驗(yàn)及模型試驗(yàn)對(duì)比研究表明：豎向鋼牛腿側(cè)板連續(xù)或節(jié)段斷開情況下，在相同斜拉索索力作用下鋼牛腿壁板豎向應(yīng)力測(cè)試結(jié)果比較接近，說明在設(shè)計(jì)可靠的情況下，一個(gè)節(jié)段內(nèi)的斜拉索的豎向力可通過該節(jié)段的傳力構(gòu)件完成豎向力傳遞。5.1.2九江長(zhǎng)江公路大橋索塔錨固區(qū)混凝土塔壁上設(shè)置的環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋為“U”型筋，每個(gè)索塔節(jié)段高度方向設(shè)5組預(yù)應(yīng)力筋。采用ASTMA416-90a標(biāo)準(zhǔn)270公稱直徑高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85％后張拉，張拉為兩端張拉，每束張拉控制力為2346.3kN。預(yù)應(yīng)力布置如圖1所示。模型試驗(yàn)和實(shí)橋驗(yàn)證結(jié)果表明混凝土塔壁未出現(xiàn)裂縫，說明預(yù)應(yīng)力的施加達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。圖1九江長(zhǎng)江公路大橋環(huán)向預(yù)應(yīng)力布置示意圖5.1.4早期鋼錨梁索塔錨固區(qū)在斜拉橋中應(yīng)用較多，其牛腿主要采用鋼筋混凝土牛腿。但隨著斜拉橋跨度和斜拉索索力的增加，鋼筋混凝土牛腿在與塔壁連接位置、牛腿外側(cè)面等位置混凝土主拉應(yīng)力較大，混凝土開裂控制比較困難。在荊岳長(zhǎng)江公路大橋鋼錨梁索塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)前期，進(jìn)行過混凝土牛腿和鋼牛腿的比選，通過仿真對(duì)比分析最終選擇確定采用鋼牛腿。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土牛腿在橋梁實(shí)際應(yīng)用比較少。 目前九江長(zhǎng)江公路大橋、金塘大橋等采用整體式鋼牛腿，能承擔(dān)較大的斜拉索索力作用，同時(shí)施工也較為便捷，其造價(jià)較混凝土牛腿稍高，適用較大跨度的斜拉橋。對(duì)于部分矢跨比和斜拉索索力比較大索塔錨固區(qū)（如鐵路橋和公鐵兩用橋），由于其斜拉索豎向分力較大，需要布置較大密度的剪力釘群保證界面抗剪能力滿足要求。對(duì)于400m以下的中小跨徑斜拉橋，鋼筋混凝土牛腿或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土牛腿是相對(duì)經(jīng)濟(jì)的選擇。5.1.6鋼錨梁采用非剛性約束體系后，斜拉索水平力主要由鋼錨梁承擔(dān)，塔壁承擔(dān)不平衡部分的斜拉索水平力，對(duì)塔壁混凝土受力有利。鋼錨梁采用剛性約束后，鋼錨梁和塔壁共同承擔(dān)斜拉索的水平力，對(duì)塔壁混凝土受力不利，容易引起混凝土開裂。成橋后，鋼錨梁采用非剛性約束體系后，在斜拉索不平衡索力及地震等突發(fā)荷載作用下，鋼錨梁有傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。 綜合各種利弊后，九江長(zhǎng)江公路大橋?qū)崢虿捎茫赫w吊裝施工前，鋼錨梁岸側(cè)端鋼錨梁底板與鋼牛腿頂板采用直接焊接的方式固定一端，江側(cè)端鋼錨梁與牛腿用螺栓臨時(shí)固結(jié)，形成整體吊裝，整體安裝后，先松開連接螺栓，才能進(jìn)行斜拉索張拉。拉索張拉完畢后，將滑動(dòng)端頂板與鋼牛腿頂板焊接形成固定，這樣的鋼錨梁約束方案相對(duì)較好。5.1.7九江長(zhǎng)江公路大橋鋼牛腿在節(jié)段間采用磨光頂緊后螺栓接，國(guó)內(nèi)鄂東長(zhǎng)江公路大橋（鋼錨箱）和荊岳長(zhǎng)江公路大橋均采用該連接方式。從受力角度考慮，如鋼混結(jié)構(gòu)中采用的是柔性剪力連接件，建議采用節(jié)段之間緊密連接，剪力連接件整體協(xié)同受力效果會(huì)較好；如組合結(jié)構(gòu)中是采用相對(duì)剛性的剪力連接件，則建議采用節(jié)段間分離，以避免個(gè)別剪力連接件受力過大。5.2結(jié)構(gòu)尺寸5.2.4錨墊板的厚度應(yīng)該結(jié)合斜拉索錨頭具體接觸面積進(jìn)行確定。宜建立空間有限元分析模型，進(jìn)行相關(guān)應(yīng)力和變形的驗(yàn)算。5.3結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)5.3.4鋼與混凝土界面的密封性處理方法有很多，常見有三種防護(hù)手段：（1）采用防水材料對(duì)鋼混界面封閉，如瀝青、聚氨酯等；（2）采用環(huán)氧樹脂類膠劑對(duì)鋼混凝土界面封閉，如粘鋼膠、環(huán)氧膠泥、環(huán)氧砂漿等；（3）在鋼混界面提前預(yù)埋可壓縮密封條，如瑪碲脂密封壓條等。6錨固區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.2當(dāng)鋼錨梁與牛腿采用兩端固定約束時(shí)，斜拉索的水平力傳力由鋼錨梁與混凝土塔壁協(xié)同受力，兩者受力的分配關(guān)系跟結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)相關(guān)。將圖1所示錨固區(qū)結(jié)構(gòu)離散成混凝土框架和鋼錨梁模型，取一半模型。斜拉索的總水平分力直接作用于鋼錨梁上，一部分水平分力T由鋼錨梁承擔(dān)，另一部分由混凝土塔壁承擔(dān)P，錨固區(qū)的內(nèi)力分析模型如圖2（a）所示，即有如下關(guān)系式：。錨固區(qū)變形分析如圖2（a）所示，錨箱拉板端部有變形，同位置的混凝土塔壁聯(lián)合體有變形。內(nèi)置式鋼錨梁錨固區(qū)的彎矩分布和大小分析如圖2（b）所示。鋼錨梁拉板在拉力T的作用下，將產(chǎn)生單向拉伸變形，拉伸量為(1)式中，為鋼錨梁的彈性模量；為鋼錨梁橫截面積；c為鋼錨梁長(zhǎng)度。圖2索塔錨固區(qū)水平傳力分析混凝土塔壁和牛腿的聯(lián)合體受水平分力作用，其總變形由索塔端壁的彎曲變形和側(cè)壁的拉伸變形組成，在錨箱拉板端部位置的變形為(2)式中，為混凝土端壁和牛腿聯(lián)合體的抗彎剛度；a為索塔順橋向長(zhǎng)度；b為索塔橫橋向?qū)挾?；為混凝土的彈性模量；為混凝土?cè)壁的截面積。根據(jù)錨箱拉板和混凝土塔壁的變形協(xié)調(diào)關(guān)系，將式（1）和式（2）代入后得到鋼錨梁與混凝土水平分力分配式為：(3)式（3）為該大橋索塔錨固區(qū)水平力分配關(guān)系式，將大橋的結(jié)構(gòu)尺寸代入式（3）得鋼錨梁與混凝土水平分力承擔(dān)力的比值T/P為2.24，即當(dāng)鋼錨梁與混凝土采用兩端固定約束方式時(shí)，鋼錨梁承擔(dān)69.1%的斜拉索水平分力，混凝土塔壁承擔(dān)30.9%的斜拉索水平分力。根據(jù)圖2（b）彎矩分布圖，在混凝土索塔的端壁中央和側(cè)壁有較大的彎矩，其中外端壁和內(nèi)側(cè)壁受拉。如不考慮荷載的局部效應(yīng)及混凝土的剪切變形，外端壁和內(nèi)側(cè)壁的最大名義應(yīng)力如式（4）和式（5）所示。（4）（5）式中，為內(nèi)側(cè)壁混凝土名義應(yīng)力；為外端壁混凝土名義應(yīng)力；c為側(cè)壁厚。6.2.5預(yù)應(yīng)力鋼束張拉通常是采取張拉力（油表讀數(shù)）和伸長(zhǎng)量雙控，而小曲率半徑“U”型預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)，伸長(zhǎng)量控制存在一定的偶然偏差，這就要求用于小曲率半徑“U”型預(yù)應(yīng)力鋼束張拉的設(shè)備必須具有更高的精度及工作性能。索塔預(yù)應(yīng)力為小曲率半徑鋼束，在計(jì)算理論伸長(zhǎng)量過程中必須考慮圓弧位置的“貼壁”效應(yīng)、結(jié)構(gòu)徑向壓縮變形、張拉工作長(zhǎng)度、夾片錨固回縮等的影響，建議采用有資質(zhì)試驗(yàn)單位孔道摩阻現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式提出伸長(zhǎng)量控制指標(biāo)，不宜局限于規(guī)范規(guī)定的±6%限值。6.3剪力連接設(shè)計(jì)6.3.3在以往索塔錨固區(qū)模型試驗(yàn)過程中，曾發(fā)現(xiàn)在索塔錨固區(qū)中焊釘和開孔板連接件混合使用時(shí)，由于剛度不同使開孔板位置在低加載級(jí)別下首先開裂的情況。因此為避免局部剛性剪力連接件成為混凝土開裂的誘因，不建議柔性剪力連接件和剛性剪力連接件混合使用。當(dāng)剪力連接件的受力水平較高，應(yīng)采用加大剪力連接件的布置密度和布置范圍、調(diào)整剪力連接件的布置間距來改善局部剪力件的受力。增加鋼板厚度可使剪力連接件受力更加均勻。在索塔結(jié)構(gòu)豎向兩端往往是連接件受力集中的位置，建議有條件時(shí)在索塔錨固區(qū)的底部節(jié)段和頂部節(jié)段均往下或往上延伸0.5倍節(jié)段高度，也用于布置剪力連接件。6.4焊接連接設(shè)計(jì)6.4.5九江長(zhǎng)江公路大橋的鋼錨梁與牛腿之間采用了三面圍焊焊縫方式，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，三面圍焊應(yīng)采用合理的焊接順利。建議先焊中間的橫向焊縫（圖3中焊縫①），再焊兩側(cè)的縱向焊縫（圖3中焊縫②）。鋼錨梁焊接固定時(shí)宜選擇風(fēng)力較小及橋面荷載相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)段，避免荷載擾動(dòng)影響焊縫成型。圖3錨梁與牛腿間焊縫焊接順序示意圖7結(jié)構(gòu)分析7.1一般規(guī)定7.1.1為得到實(shí)橋上鋼錨梁索塔錨固區(qū)的真實(shí)受力情況，對(duì)荊岳長(zhǎng)江公路大橋索塔錨固區(qū)在成橋荷載試驗(yàn)時(shí)的索力及應(yīng)力等進(jìn)行了實(shí)測(cè)，并和節(jié)段足尺模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，在相同的斜拉索增量索力作用下兩者分布規(guī)律基本一致，而實(shí)橋應(yīng)力、鋼錨梁荷載分配測(cè)試值總體相對(duì)偏小。在荊岳長(zhǎng)江公路大橋中跨最大撓度試驗(yàn)工況荷載作用下，測(cè)試節(jié)段索力增量分析如表3所示。其中，對(duì)應(yīng)的斜拉索索力實(shí)測(cè)增量為1121kN（理論索力增量為1089kN），該索力增量相當(dāng)于索塔錨固節(jié)段足尺模型試驗(yàn)控制索力的0.18倍。表3測(cè)試節(jié)段索力增量分析表（單位：kN)位置初張拉恒載模型試驗(yàn)控制索力理論增量實(shí)測(cè)增量中跨側(cè)42305197631810891121邊跨側(cè)454056806210530/將實(shí)橋荷載試驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試值與節(jié)段足尺模型試驗(yàn)的應(yīng)力測(cè)試值進(jìn)行比較。兩者最大主應(yīng)力σ1的比值在0.51～0.99之間，最小主應(yīng)力σ3的比值在0.70～0.98之間，實(shí)測(cè)換算VonMisise應(yīng)力σv的比值在0.72～0.97之間。由此可知，在相同的斜拉索索力增量下，二者的應(yīng)力分布規(guī)律基本一致，實(shí)橋荷載試驗(yàn)測(cè)得的應(yīng)力測(cè)試值總體上是相對(duì)偏小。鄂東長(zhǎng)江公路大橋索塔錨固區(qū)實(shí)橋荷載試驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試得到的結(jié)果與之一致，說明通過單節(jié)段的足尺模型試驗(yàn)完全可以研究實(shí)橋多節(jié)段索塔的受力情況、傳力途徑，單節(jié)段模型應(yīng)力結(jié)果是偏于保守的。實(shí)橋成橋荷載試驗(yàn)加載時(shí)索塔錨固區(qū)鋼錨梁各截面承擔(dān)的水平力結(jié)果見表4，可知實(shí)橋上鋼錨梁承擔(dān)的斜拉索索力水平分力測(cè)試比例為59.9%，節(jié)段足尺模型同約束方式下測(cè)試比例為71.1%，說明索塔錨固區(qū)中鋼錨梁承擔(dān)了大部分的水平索力。實(shí)橋測(cè)試鋼錨梁水平力承擔(dān)比例略小于模型試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，主要原因應(yīng)跟水平力不平衡、實(shí)橋塔壁等效剛度大于單節(jié)段模型塔壁及混凝土彈性模量增長(zhǎng)等有關(guān)。表4實(shí)橋鋼錨梁各截面承擔(dān)的水平力鋼錨梁位置面積(mm2)實(shí)測(cè)縱向應(yīng)力(MPa)水平力(kN)百分比模型試驗(yàn)水平測(cè)試比例底板143363.7153.165.3%5.5%腹板426246.70285.5828.4%34.5%頂板2520010.48264.0126.231.2%合計(jì)82160602.7559.9%71.1%測(cè)試節(jié)段斜拉索水平力分析如表5所示。荷載試驗(yàn)加載在測(cè)試節(jié)段產(chǎn)生的不平衡水平力為613.68kN，其中404.81kN不平衡水平力通過中跨側(cè)鋼錨梁與鋼牛腿焊縫以壓力方式傳遞至塔壁，208.86kN不平衡水平力通過邊跨側(cè)鋼錨梁與鋼牛腿焊縫以拉力方式傳遞至塔壁。未平衡水平力的分配比例應(yīng)由該位置往中跨側(cè)受壓剛度和從邊跨受拉剛度決定，實(shí)測(cè)結(jié)果表明兩邊壓拉剛度約為2:1。因此，當(dāng)索塔錨固區(qū)兩側(cè)斜拉索出現(xiàn)較大不平衡水平力并引起一側(cè)牛腿壁板與塔壁界面受拉時(shí)，鋼錨梁承擔(dān)的水平力應(yīng)為受拉側(cè)水平力與該側(cè)鋼牛腿拉拔力（約1/3未平衡水平力）的和。另外，邊跨側(cè)鋼牛腿布置有220個(gè)剪力釘，完全能抵御208.86kN拉拔力作用，鋼混界面不會(huì)因?yàn)椴黄胶夤?jié)段水平力分開。表5斜拉索水平力分析表位置斜拉索傾角（°）索力增量（kN)水平力增量(kN)鋼錨梁拉力(kN)鋼牛腿水平力(kN)中跨側(cè)2611211007.56602.75404.81邊跨側(cè)42530393.89602.75208.86斜拉索直接作用于鋼錨梁上，豎向分力由鋼牛腿壁板和塔壁承擔(dān)，鋼錨梁和剪力釘是豎向力的傳力構(gòu)件。表4為實(shí)橋和模型試驗(yàn)的鋼牛腿壁板豎向應(yīng)力結(jié)果，其中節(jié)段試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械匿撆Ｍ葹榈酌婷摽?。由表可知，兩者?shí)測(cè)豎向應(yīng)力比較接近，說明斜拉索的豎向力主要由塔壁承擔(dān)。實(shí)橋?qū)崪y(cè)應(yīng)力還略小于鋼錨梁脫空模型試驗(yàn)實(shí)測(cè)值，主要原因是由于測(cè)試節(jié)段上方結(jié)構(gòu)參與受力。綜上可知，在試驗(yàn)荷載增量作用下，不存在每根斜拉索豎向力在鋼牛腿上會(huì)依次往下疊加的受力情況，整個(gè)塔柱的鋼牛腿壁板與塔壁是整體協(xié)同受力。表6中跨側(cè)鋼牛腿壁板豎向?qū)崪y(cè)應(yīng)力分布（MPa）測(cè)點(diǎn)號(hào)實(shí)橋測(cè)試模型試驗(yàn)差值比例39-12.54-14.01-10.5%41-3.34-4.6-27.4%42-3.06-3.31-7.6%7.3錨固區(qū)局部結(jié)構(gòu)分析7.3.2斜拉橋索塔錨固區(qū)的受力十分復(fù)雜，一般采用大型有限元計(jì)算分析軟件進(jìn)行建模并計(jì)算分析。對(duì)于鋼混凝土索塔錨固區(qū)，其受力分布、傳力機(jī)理等都較普通索塔錨固區(qū)復(fù)雜，