悬索桥锚碇系统拉杆组件螺母受力性能研究

柳正; 李钊; 秦桂芳; 谢钦建; 姜远根; 张吉勇; 王磊; 马亚飞

doi:10.14048/j.issn.1671-2579.2025.01.014

中外公路 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (01) : 119 -128. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.01.014

悬索桥锚碇系统拉杆组件螺母受力性能研究

柳正, 李钊, 秦桂芳, 谢钦建, 姜远根, 张吉勇, 王磊, 马亚飞

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摘要

为研究大跨度悬索桥锚碇系统拉杆组件中螺母的受力情况和疲劳性能，首先采用有限元软件Ansys和Abaqus分别建立了全桥模型、拉杆与六角螺母的局部有限元模型；其次，分析了轴向拉伸荷载作用下拉杆与螺母协同受力的全过程变化规律，对比了开槽螺母与未开槽螺母的受力性能差异，对开槽螺母的细部结构参数进行了优化设计；最后，开展了拉杆组件螺母的静力拉伸和疲劳荷载试验，揭示了拉杆组件螺母受力失效机理和破坏模式。研究结果表明：该文提出的有限元数值模拟方法具有可靠性，开槽能降低螺母端口的应力集中效应，比选的3种开槽尺寸参数设计中存在最优方案，静力拉伸荷载作用下拉杆组件均未发生破坏，疲劳荷载作用下以拉杆断裂失效为主要破坏特征，开槽螺母的力学性能更优异，且能满足200万次疲劳寿命设计需求。