摘要
斜拉桥的索梁锚固区承受着巨大的静力荷载和动力荷载，其安全性和耐久性是斜拉桥控制设计的关键点，在施工设计中常作为控制性结构之一。宜宾临港公铁两用长江大桥是大跨度公铁平层斜拉桥，公路、铁路布置在同一层桥面，自重荷载大，受力复杂，索梁锚固区采用新型双拉索结构。为确保桥梁的安全，本文采用模型试验与数值仿真相结合的研究方法，对临港桥双拉索索梁锚固构造开展结构行为和模型试验研究，探索斜拉索索梁锚固区的应力分布规律和传力途径，为斜拉桥优化设计、合理施工提供参考依据，相关研究工作及成果如下： （1）选取宜宾临港公铁两用大桥受力最大的锚固结构开展模型试验，综合考虑试验条件及试验可行性等因素，在原结构的基础上设计了索梁锚固构造1：3缩尺试验模型（下称为模型1），用于探究锚固构造的应力分布规律以及传力途径；在原结构的基础上针对承压板不同结构形式设计对照组试验（下称模型2），用于对比分析承压板结构不同对索梁锚固构造带来的差异。并提出一种适用于复杂索梁锚固区的模型加载方式与传力桁架体系；同时对缩尺模型与足尺模型进行了有限元验证分析，证明缩尺模型有效，可以很好的代表足尺模型进行试验。 （2）开展钢锚箱静载实验，分析索力荷载下锚固构造相关板件复杂应力状态，结果显示：钢锚箱结构具有良好的力学性能，无论是试验1还是试验2，在设计荷载及2.5倍设计荷载下均受力稳定，一直处于弹性阶段。当荷载达到5倍设计荷载时，钢锚箱结构才表现出明显的结构屈服点，证明锚箱结构的安全系数较高；锚腹板边侧应力分布与中间应力分布相反，边侧与梁腹板相连位置，近承压板侧承受拉应力作用，远承压板侧承受压应力作用；中侧则是近承压板侧承受压应力作用，远承压板侧承受拉应力作用，推断锚腹板结构内部索力自承压板斜向下方扩散传。 （3）利用有限元软件ANSYS-WORKBENCH针对模型1及模型2建立三维精细化非线性有限元模型，模拟实验约束条件以及索力荷载，验证了试验的有效性，也作为对模型试验的验证与补充，探究了锚腹板的传力机理，同时在足尺模型的基础上进行了板厚优化设计。结果发现：有限元与实测结果应力变化趋势基本一致，平均误差处于10%左右，考虑为梁横隔板结构改变带给模型的整体改变。对比验证了实验的准确性；在有限元模型中发现，箱梁腹板结构下部位置横轴应力较为突出，表现为较大的拉应力作用，比较两个模型试验结果发现，试验2加长的承压板较好地分散了索力荷载，使索力自承压板垂直向下传递代替了斜向两边传递，一定程度上改善了锚腹板的受力情况。
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