基于模型试验的重力式锚碇极限承载性能研究

锚碇结构作为悬索桥荷载传递的终端,其承载能力和可靠性至关重要.重力式锚碇因其对周围环境的依赖性低,适应范围较广,常作为大跨度悬索桥锚碇的选型.因此,针对重力式锚碇承载性能的研究至关重要.以云南省某特大桥宣威岸重力锚工程为依托,根据《公路悬索桥设计规范》和《公路桥涵与基础设计规范》中关于重力式锚碇的评价指标,通过模型试验和数值仿真两种手段,对宣威岸重力锚工程的极限承载力进行研究.根据实验室空间大小和试验需要,设计了模型箱,通过定滑轮控制入射角和转向,垂向施加砝码控制分级加载.同时,根据已知信息,在Flac3D下建立数值模型,锚碇和周围岩体使用薄层单元连接,底面边界采用固定约束,侧面采用法向约束,地表自由.锚碇选用弹性本构,岩土体采用Mohr-coulomb的弹塑性本构.所得主要结论如下:(1)通过模型试验水平位移揭示的锚碇极限承载力为12P,竖向位移揭示的锚碇极限承载力为14P,水平位移相对于竖向位移更敏感.(2)平底锚碇在14P后整体失稳,带齿坎锚碇达到极限后仍能保持整体稳定,齿坎有利于承载和整体稳定.(3)倾覆稳定性评价应增补倾斜控制标准.数值仿真结果呼应了模型试验结果,证明了模型试验结论的正确性,两类方法同时揭示了锚碇-地基联合承载的阶段特征.