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矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分布规律及计算模型研究作者：张涛李伟俊朱东邓韬李永明来源：《甘肃科技纵横》2024年第06期摘要：文章依据某矮塔斜拉桥，通过现场试验探究索塔锚固区应力分布规律，明确索塔锚固区混凝土在施工过程中的应力变化特征。
文章提出底部设置弹性支撑的局部有限实体计算分析模型，并通过实测值和理论值的对比分析验证该计算分析模型的可行性。
研究结果表明：施工过程中，索塔锚固区端部位置出现了拉应力，最大为1.2 MPa，施工时应考虑在锚固区端部增加横向钢筋；索塔锚固区混凝土横向应力呈现出端部小中间位置大的规律；索塔锚固区实测应力值和理论值基本吻合，验证了该计算分析模型用于计算索塔锚固区应力分析的可行性，为索塔锚固区的受力分析提供了技术支撑。
关键词：矮塔斜拉桥；索塔锚固区；计算分析模型；应力分布；试验中图分类号：U24文献标志码：A0引言矮塔斜拉桥的力学特性不同于斜拉桥和梁式桥，而是介于两者之间。
斜拉桥的拉索多数是单侧和索塔直接固结，而矮塔斜拉桥拉索多是直接穿过索塔作用在主梁上，索塔处直接作用在索鞍处形成一根通长的拉索。
索塔锚固区是矮塔斜拉桥的一个主要传力部位，主梁重量通过拉索将自重作用在索塔锚固区，然后通过桥塔传递给桥墩和基础，索塔锚固区在整个施工过程中受力较为复杂，为确保整个施工过程中斜拉桥的安全，需要掌握锚固区在整个施工过程中的受力特征。
为此，国内不少学者对其进行了研究。
周晖[1]通过对主塔索鞍区的计算分析，发现中间大向两边逐渐减小。
张海文等[2-3]通过数值分析探究了拉索与索鞍之间的接触关系，并研究了拉索的半径对锚固区混凝土应力的影响，认为施工中应对索鞍的安装定位进行严格控制。
部分学者依托实际工程对索塔区混凝土进行受力分析。
张树清和屈计划[4]依托实际工程，建立索塔锚固区计算分析模型，得到索塔锚固区混凝土的应力分布规律。
肖子旺[5]以常山大桥为依托建立全桥分析模型，基于等效原则通过变换索鞍结构形式，探究了索鞍形式对锚固区混凝土受力的影响规律。
斜拉桥索鞍定位施工技术研究摘要：矮塔斜拉桥采用传统索鞍定位施工工艺，施工效率低、经济性差、质量控制难度大。
本文对湄洲湾跨海大桥矮塔斜拉桥塔柱索鞍定位施工进行了深入研究总结，对于后续类似索鞍的定位安装具有一定的借鉴和指导意义。
关键词：湄洲湾跨海大桥；矮塔斜拉桥；索鞍定位1. 研究背景本技术适用于矮塔斜拉桥塔柱索鞍定位施工。
可解决以下问题：（1）定位速度快。
与传统索鞍定位施工相比，施工程序分步、简化，定位工艺简单，测量时间短，施工工效高。
（2）经济性好。
相比传统索鞍定位施工，极大地减少了钢材的投入。
（3）避免索鞍损伤。
不需要对索鞍进行焊接工作，避免了施工过程中误伤分丝管，出现进浆堵管现象。
（4）应用前景广泛。
可在其它索鞍施工上进行推广。
2 工艺流程及操作要点2.1工艺流程工艺流程图2.2操作要点（1）劲性骨架构造钢筋劲性骨架采用L75×5 和L100×8 等边角钢制作而成，索鞍定位预埋劲性骨架采用L100×8。
增设劲性骨架预埋图（2）标高确定计算出索鞍锚垫板底标高后，在一侧预埋劲性骨架上进行标高放点，并作上记号，点焊横向槽钢，测量槽钢标高。
标高位置正确后，以同样方式焊接另一侧槽钢，再在槽钢上方焊接滑槽依次将骨架四周放点完毕后，按照该标高进行滑槽焊接。
滑槽安装滑槽定位（3）坐标确定滑槽焊接完成后，进行标高复测，标高正确后，在滑槽上进行滑槽锚垫板底两侧坐标放点，并作记号，利用槽钢或钢片（利用槽钢切割而成）进行位置固定。
坐标固定示意图（4）索鞍安装和固定位置固定完成后，进行索鞍吊装，将索鞍安装在相应位置。
测量人员对索鞍位置进行复测无误后，进行索鞍固定。
3 实施效果该施工技术提高了索鞍定位的效率、精确性和安全性，在新建福厦铁路湄洲湾跨海大桥主桥矮塔斜拉桥施工中成功应用，顺利完成了索鞍的定位和固定，为以后索鞍的定位安装提供了一种快捷方便的施工方法。
浅谈独塔斜拉桥索导管定位方法摘要：斜拉桥上用于斜拉索锚固的索导管安装精度直接影响拉索的使用寿命及桥的安全，文章结合某桥梁的施工测量工程，对独塔单索面混凝土抖拉桥塔索导管和预制主梁索导管的定位方法进行介绍。
关键词：斜拉桥；索导管；测量工程斜拉索是联系斜拉桥塔、梁的纽带，锚固于索塔与主梁的拉索预埋导管上。
索导管的轴线与呈悬链状态的斜拉索端头轴线不一致时会改变斜拉索的受力状态，使其局部受剪力，不仅影响其使用寿命，而且极不安全。
因此，在其安装时需确保索导管轴线与张拉后的斜拉索轴线偏差在一定范围内。
目前索导管的定位常采用三维坐标定位法与全站仪相结合进行，也获得了较好的精度。
但由于其安装位置较高，且所处区域常布置有大量的预应力材料、钢筋等，在较高的塔柱上定位固定尤其困难，本文拟探讨相对定位技术结合全站仪进行高塔柱斜拉桥高精度定位的方法。
一工程概况某桥梁为独塔单索面混凝土梁斜拉桥（见图1），孔跨布置为43m+117+185m。
边跨设有辅助墩，桥梁全长345m。
主梁为单箱5室混凝土梁，梁高3.9m，顶板宽35.5m，底板宽12m，单块节段长度3.5m，共计74节，采用长线法进行陆上预制后悬臂拼装。
现浇段长58m，采用梁式支架现浇。
塔柱为单箱单室变截面钢筋混凝土结构，塔柱高90.4m。
该桥斜拉索采用平行钢铰线拉索，斜拉索上端锚固于塔柱内，下端锚固于主梁中间两腹板之间，两索面间距1.8m全桥共计斜拉索96根，索导管均采用三维坐标法进行测量定位。
图1斜拉桥二主塔索导管的测量定位考虑到索导管定位贯穿于主塔爬升、主梁预制及悬臂拼装等施工全过程，施工周期长，精度要求高(锚具轴线与孔道轴线偏差小于±5mm，锚固点高程偏差小于±10mm)，同时一考虑施工时一段气候条件及其他外界因素影响，索导管采用三维坐标法进行测量，用固定架进行调整和定位。
（一）定位精度的关键影响因素分析如图3所示，斜拉桥的斜拉索一端锚固于塔端，一端锚固于主梁，长度从几十米到几百米不等，若两端锚固点相对位置相差1cm，以长度100 m、倾角计算，则引起的角度误差约为。
矮塔斜拉桥方案设计及分析研究的开题报告标题：矮塔斜拉桥方案设计及分析研究一、选题背景和意义矮塔斜拉桥是一种特殊的斜拉桥，具有结构简单、桥塔低、造价低等优点。
矮塔斜拉桥的设计和施工具有一定难度，需要考虑桥塔尺寸、材料选型、预应力设计等方面的问题。
此次研究旨在探讨矮塔斜拉桥的方案设计及分析，为实际工程提供参考，并对斜拉桥结构设计方面进行深入研究。
二、研究内容1. 矮塔斜拉桥结构形式及特点分析；2. 矮塔斜拉桥主要构件的材料选型与设计；3. 矮塔斜拉桥的静力分析与设计；4. 矮塔斜拉桥的动力分析及风荷载分析；5. 矮塔斜拉桥的施工工艺及质量控制。
三、研究方法本研究采用文献调研、实验分析、数值模拟等方法，在理论与实践相结合的基础上，完成矮塔斜拉桥的方案设计及分析研究。
四、预期成果1. 矮塔斜拉桥设计方案；2. 矮塔斜拉桥静力分析计算结果；3. 矮塔斜拉桥动力分析计算结果；4. 矮塔斜拉桥施工方案及质量控制方案；5. 一篇研究论文。
五、论文结构和进度安排第一章：选题背景和意义第二章：矮塔斜拉桥的结构形式及特点分析第三章：矮塔斜拉桥构件的材料选型与设计第四章：矮塔斜拉桥的静力分析与设计第五章：矮塔斜拉桥的动力分析及风荷载分析第六章：矮塔斜拉桥的施工工艺及质量控制第七章：研究总结与展望进度安排：第一阶段：文献调研（1个月）第二阶段：矮塔斜拉桥结构设计（2个月）第三阶段：矮塔斜拉桥静力分析与设计（1个月）第四阶段：矮塔斜拉桥动力分析及风荷载分析（2个月）第五阶段：矮塔斜拉桥施工工艺及质量控制（1个月）第六阶段：论文撰写及修改（2个月）。
六、参考文献1. 《现代桥梁结构设计》2. 《斜拉桥桥塔结构设计》3. 《矮塔斜拉桥工程设计与实现》4. 《可持续性道路交通基础设施的设计与施工》。
矮塔斜拉桥索鞍安装定位的施工控制技术下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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矮塔斜拉桥索鞍受力分析作者：张永为来源：《中国新技术新产品》2009年第03期摘要：本文以一座矮塔斜拉桥为研究对象，采用空间有限元方法计算了索鞍的受力情况，将索力按比较真实地转化为抛物线形面压力施加在各个对应孔道上。
对分丝管和双套管进行了比较。
关键词：矮塔斜拉桥；空间有限元法；索鞍；分丝管；双套管；1 工程简介与模型的建立唐山市曹妃甸一号路跨纳潮河大桥工程是因规划纳潮河引起的改建工程，工程范围全长1820m。
桥长1397m,主桥采用（80+128+80）m部分斜拉桥，桥宽38.5米。
引桥采用32.7m现浇连续梁分幅设置。
对主桥桥塔用大型通用有限元程序对索鞍进行局部计算分析，目的是研究局部受力问题。
建模过程中由于主要是考察索鞍部位的局部受力情况，故对其边界采用直接在塔底部进行固结处理。
有限元单元的采用形式分别为：混凝土用二十节点的solid 95单元，钢套筒用shell 63单元，其中solid 95单元总数为19525个，节点共有68153个。
通过全桥索力调平分析，我们知道1号索和11号索力最大，因此这里我们关注的是一号索、十一号索索鞍在各种阶段的受力情况。
图1为此矮塔斜拉桥的布置示意图。
运用有限元通用程序ANSYS建立矮塔模型，对其使用映射网格法进行网格划分，得到如图2、图3所示的有限元模型。
2 索力转化的模式拉索在孔道上的力的分布情况是比较复杂的，斜拉索沿着索鞍传递向下的压力，其压力的传递是不均匀的，绝对不能简单的把索力平均分配到孔道各个相应面上，目前较为精确的方法是，面压力沿着孔道呈空间二次抛物线过渡，根据塔柱的具体情况将索压力沿钢套管轴心方向拟合成2次抛物线形状。
求出各个管道对应的压力大小及其分布情况，对索鞍进行压力施加，以求其受力情况。
3 计算分析与结果矮塔斜拉桥索鞍以前采用双套管，现在分丝管技术正在逐步趋于使用，新型索鞍采用了分丝技术，结构由多根相互平行的导向钢管组成，拉索不是整束布置在同一管中，而是拉索中每一根钢绞线穿过对应的导向钢管，形成分离布置，互不干涉，并承受钢绞线由于单根张拉先后造成相互之间的挤压，断面成蜂窝状。
浅析矮塔斜拉桥索鞍和锚导管安装孙荣滔
摘要：矮塔斜拉桥亦称部分斜拉桥，是介于传统斜拉桥和连续梁桥之间的一种
过渡性桥梁结构。
矮塔斜拉桥的主塔较矮，斜拉索较短，为尽可能提高斜拉索的
倾角和偏心距，往往在主塔内设置索鞍，让斜拉索连续通过索塔，将索塔视为斜
拉索的转向点。
关键词：施工测量；安装
怀洪新河二号特大桥全长1505米，主桥跨径组合为75m+130m+75m悬浇箱梁，是一座双塔双索面矮塔斜拉桥。
索塔高22.5米，为钢筋混凝土独柱实心矩形
截面，顺桥向长4m，横桥向宽2.4m。
主塔分四个节段采用翻模施工法浇筑施工，内设劲性骨架，用于钢筋和索鞍
定位。
采用定型钢模板，由模板厂加工，现场拼装采用塔吊配合人工辅助翻模，
主塔浇筑中索鞍定位尤为重要。
主梁为预应力混凝土整体式箱梁，箱梁0号块处高度为3.7m，边跨支架现浇
段梁高2.5m，桥面横坡2%由箱梁浇筑时形成。
箱梁宽度为28m，两侧悬臂均为4.5m。
全桥共2个“T”构，每个“T”构15对块件，分块长度为4.0米，支架现浇段
长9.0m，合拢段长2.0m，块件重量为226吨～364吨。
施工采用8m挂篮对称悬
浇灌注混凝土循环施工，由于主梁内锚导管是锚固缆索连接主塔和主梁的重要构件。
因此，锚导管定位，是一项直接影响工程质量和工程进度的关键性工作。
本桥斜拉索采用扇形布置，梁上间距4m，塔上间距从0.93m到1.121m不等。
拉索通过预埋锚导管穿过塔柱索鞍，在梁上张拉。
全桥共设20对斜拉索，每个
索塔设10对斜拉索，其中1号、2号、3号、14号、15号块为无索区，其它块
段为有索区，全桥共40个索鞍和80个锚导管。
下面就索鞍和锚导管安装定位进
行分析。
为保证索鞍施工精度，加快施工进度，采用先定位劲性骨架后定位安装索鞍。
索鞍是定位在劲性骨架上的，因此劲性骨架安装精度间接影响着索鞍安装精度。
在劲性骨架安装前，置全站仪于大桥控制网测点上，在已埋入混凝土中的劲性骨
架顶端连接板上测放出待安装劲性骨架下端4个角点及纵横边线，并焊接限位角钢。
即可吊按劲性骨架就位，骨架就位后即可进行索鞍吊装。
索鞍定位数据的计算，以顺桥向为X轴正方向，以横桥向为Y轴正方向，以
指向塔顶为Z轴的正方向，根据设计图纸中索鞍参数计算出索鞍鞍体内直线段与
曲线段相切点和鞍体中心点坐标及索鞍出口处高程。
如图
测量方法采用三维空间极坐标法测量，
1）、使用LeicaTS02-2’’型全站仪，利用斜拉桥施工控制网，进行全站仪空间
三维极坐标测量，根据索鞍定位数据进行放样；
2）、索鞍定位位置放好后，用塔吊吊装索鞍到劲性骨架，由于劲性骨架内空
间较小所以吊索鞍时一定要注意安全；
3）、用葫芦吊起索鞍，通过铅锤粗定位索鞍X轴切点方向和Y轴中点方向； 4）、用水准仪控制索鞍出口处高程，通过葫芦进行上下调整；
5）、待平面位置和高程满足要求后即可放置横担焊接索鞍与劲性骨架。
安装中，要对放样点进行校核，多次微调，确保安装满足规范及设计要求。
索鞍安装好后再进行复核，满足要求即能进行下一对索鞍的安装。
索塔混凝土浇筑完后，对索鞍进行平面位置及高程复测，并记录相关实测数据，为锚导管的安装提供实测依据。
本桥索鞍编号为A1-A10，对应主梁为4#块-13#块，锚导管安装与索鞍安装一样，其定位参数的计算极为重要。
1确定锚导管长度
预埋导管采用Q235B，防腐采用热浸镀锌100um处理.锚导管长度按照拉索与水平面的夹角计算竖向高度不小于1m（0.9 m），锚导管的上管口中心距离桥面的垂直距离为1.2m，根据设计图纸得出锚导管下料长度Lα=2.1/tanα及
Lβ=2.1/tanβ。
2拉索自重作用下垂度修正值的确定
假定索体自重按塔梁锚固点间直线距离计算且均匀分布，拉索锚固点至索鞍出口点的拉索为直线，以拉索锚固点中心与索鞍出口截面中心连线作为锚导管安装方向，根据计算公式：
Δ自重= -*180o
得出在拉索重力作用下修正角度值。
其中P为锚端张拉力，N为拉索每延米重，主塔中心到锚固点水平距离为L，设计夹角为（北侧）或者β（南侧）
3挂篮施工挠度修正值的确定
主梁浇筑时，由于挂篮前端的挠度会带来锚导管角度变化，因此必须进行修正，由公式得出：
Δ挂篮=arctan
h为挂篮前端上抬值，4为挂篮长度
由Δ自重及Δ挂篮得出：实际=设计-Δ自重-Δ挂篮
或Δβ自重及Δβ挂篮得出：β实际=β设计-Δβ自重-Δβ挂篮
4锚导管锚固点和出口处坐标的确定
根据设计图纸计算出锚固点及索鞍出口处坐标，得出坐标方位角θ，根据锚导管长度l得出锚导管出口处坐标：X出口处=X锚固点 lcosθ
Y出口处=Y锚固点lsinθ
或者在CAD图上中画出两者平面位置，根据锚导管投影长度截取得出出口处坐标。
5锚固点与出口处高程的确定
根据索鞍实际出口处高程、设计水平夹角α或β和索鞍出口处与锚固点水平线确定锚固点高程，由α实际或β实际确定锚导管出口处中心高程。
由于设计锚固点和出口处中心高程在实际测量过程中有难度，所以要对锚导管坐标和高程进行一定的修改以方便实际施工。
6安装
安装数据计算好后即可进行实际安装
1）在大桥控制点架设好仪器放出锚导管底部锚固点和锚导管出口处定位点； 2）先用塔吊吊起锚导管放置安装地点，再用两个葫芦吊起锚导管底部与出口处分别对应放样出的锚导管底部锚固点和锚导管出口处定位点大致的位置处；
3）用卷尺量出锚垫板中点位置与放样点对应，多次微调，安装定位架初步固定；
4）量出导管出口中心位置，用铅锤放到导管中心位置并与出口放样对应，安装定位架；
5）用水准仪分别对锚固点和出口处测量标高，葫芦配合调整，两端的高程要反复对其复测，达到设计高程后再对平面位置进行微调，使得安装满足要求；
6）平面位置与高程满足要求后即可焊牢定位架，焊接要牢固、可靠，尽量减小混凝土浇筑对锚导管的影响。
在锚导管安装前需对索塔内索鞍平面位置和高程再次进行复核。
结束语
现代大型斜拉桥工程的建设需要施工测量人员快速准确提供放样定位，新型测量仪器的应用为满足这种工程施工的需要提供了设备保障。
在实际工作中结合工程的进度、现场条件、大气温度等情况，研究选定有利测量作业时间和相关方案，能大大提高测量速度。
本桥在采用上述方法对索鞍定位数据和锚导管安装角度进行修正的计算，安装过程中对多个细节进行控制，安装精度较为理想，满足施工要求，保证了施工精度和进度。
参考文献：
[1]苏潇阳.不同斜拉索模型对多塔斜拉桥力学性能的影响[J].公路工程.2017（02）
[2]孙磊.斜拉索锈蚀损伤及其检测与监测和防护[J].山西建筑.2013（35）。
