大跨度自锚式悬索桥椭圆塔钢混结合段受力性能分析

摘要

在建的万龙大桥主桥为世界最大跨度自锚式悬索桥,同时也是世界首座采用椭圆形钢桥塔的空间主缆自锚式悬索桥。本桥椭圆塔钢混结合段采用承压传剪式,存在以下技术难点:椭圆塔塔底弯矩大,钢塔底部存在较大的拉应力,拉应力传至混凝土中容易引起开裂,承压传剪式钢混结合段传力机理复杂。为研究大跨度自锚式悬索桥椭圆塔钢混结合段的受力性能,本文采用非线性数值仿真方法进行了分析,分析结果表明:(1)对于剪力钉和PBL剪力键,可以采用梁单元和植入式梁单元两段式模拟方法来模拟其刚度;(2)对于承压板与混凝土接触面的只受压非线性接触关系,采用只受压弹性连接单元模拟是一种简便有效的方法;(3)钢混结合段各构件应力状态合理,承压板与混凝土之间保持紧密贴合,结合段受力性能良好,满足设计要求;(4)钢混结合面处51.80%的轴力和54.83%的弯矩通过承压板直接承压作用传递,其余荷载通过剪力钉和PBL剪力键的传剪作用逐渐传至塔座混凝土中。