基于拉-壓桿模式的體外預(yù)應(yīng)力橋梁錨固塊設(shè)計方法研究.pdf

1、體外預(yù)應(yīng)力橋梁的體外預(yù)應(yīng)力筋只在錨固塊位置及轉(zhuǎn)向塊位置與結(jié)構(gòu)相聯(lián)系。體外預(yù)應(yīng)力錨固塊是一個將體外束張拉力安全、均勻地傳遞到整個結(jié)構(gòu)的重要受力構(gòu)件,其受力情況十分復(fù)雜且存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,目前國內(nèi)還沒有相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范。本文從理論研究和有限元數(shù)值模擬兩個方面對混凝土錨固構(gòu)造及力學(xué)性能進行研究,其主要研究工作和成果如下:
　　 (1)針對節(jié)段施工體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁國內(nèi)外發(fā)展及錨固結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀進行了詳細闡述,指出了現(xiàn)階段研究存在的主要問

2、題,提出本文研究的主要內(nèi)容。
　　 (2)簡要地介紹了體外預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)的受力特點及典型構(gòu)造形式,對比分析了局部承壓區(qū)設(shè)計規(guī)范,詳細介紹了空間拉壓桿模型的建模方法、合理性評價準則、設(shè)計計算流程,推導(dǎo)了拉桿與壓桿夾角公式,闡述了基于拉應(yīng)力域法的錨固結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計方法。
　　 (3)空間拉壓桿模型判定準則——最小余能法是確定拉桿及壓桿作用位置的有效方法,是解決空間拉壓桿模型不確定性的合理手段。通過錨固塊邊錨及單錨的配筋設(shè)計發(fā)現(xiàn)

3、,拉桿與箱梁底板與腹板軸線垂直時拉壓桿模型最合理。
　　 (4)基于拓撲優(yōu)化技術(shù)的空間拉壓桿模型直觀明了,傳力機制清楚,文中根據(jù)優(yōu)化結(jié)果推導(dǎo)了底板中心錨、邊錨、帶倒角單錨與雙錨作用下錨固塊的配筋設(shè)計計算公式。錨固塊的影響厚度取值直接影響拉桿與壓桿作用力的大小,文中介紹了基于有限元分析結(jié)果、拉壓桿夾角公式、圣維南原理等方法,并給出了常用預(yù)應(yīng)力荷載作用下的錨固塊影響厚度。
　　 (5)通過建立比較模型,分析比較了腹板配筋率、

4、混凝土抗壓強度與腹板鋼筋屈服強度比以及腹板鋼筋的應(yīng)變對拉桿與壓桿最小夾角的影響,發(fā)現(xiàn)隨著腹板配筋率及鋼筋應(yīng)變的增加、混凝土強度等級的降低,拉桿與壓桿最小夾角曲線均呈上升趨勢。
　　 (6)從錨固塊影響因素分析看,拉應(yīng)力主要集中在錨下10cm內(nèi),壓應(yīng)力主要集中在錨下20cm內(nèi),隨著尺寸的增加,各截面最大拉應(yīng)力呈減小趨勢；隨著斜腹板傾斜角度增加,各截面最大拉壓應(yīng)力值均出現(xiàn)變小趨勢,當傾斜角度為10°左右時,變化趨勢明顯,變小的幅度最