龙华箱梁桥锚固区局部应力分析与试验研究

摘要

在预应力混凝土锚固区，由于锚具及其他集中力的作用，使混凝土的应力状态变得复杂，不同于按一般平面假定理论所求得的应力状态，局部锚固区内，在靠近垫板处产生横向压应力，在其他部位则产生横向拉应力，加大了主拉应力，当锚具的吨位很大时，这种拉应力可达到很大的数值，有可能导致构件纵向开裂，由于局压区产生裂缝而引起的工程事故是屡见不鲜的。对采用大吨位特殊锚具的桥梁结构来说，锚固区的抗裂性和安全性是结构设计的关键部分，但现行规范还没有给出一种既精确又简易的验算方法，因此需要对锚固区的应力状态进行详细的计算分析和试验研究。
　　本文以松原龙华松花江特大桥主桥为工程背景，对大跨度预应力混凝土箱梁锚固区混凝土的应力分布特征进行了分析研究。
　　首先利用ANSYS对箱梁腹板的齿板建立了线弹性空间有限元模型，并通过施工阶段的试验结果验证了计算结果的准确性和齿板锚固区的安全。
　　其次对采用多支承面特殊锚具构件锚固区的应力特征进行了分析，其应力状态与锚具的形状有密切关系，每增加一个垫板就会增加一个应力集中区。
　　最后对影响锚固区应力状态的不同因素进行了分析研究，其中包括预留孔道、锚具、构造钢筋和构件的截面尺寸。通过改变不同因素的参数来分析对锚固区应力状态的影响，主要是对锚固区纵向应力、横向应力和竖向应力的影响，找出其中合理的参数，为锚固区的设计提供有益的参考。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．1．1 局部承压问题的一般概念

1．1．2 局部承压问题国内外研究概况

1．2 局部承压区开裂及破坏机理分析

1．2．1 局部承压区受力特性分析

1．2．2 局部承压区混凝土的开裂形态和应力类型

1．2．3 局部承压区的混凝土破坏形态

1．2．4 局部承压区的混凝土破坏机理

1．3 局部承压区混凝土强度提高原因的探讨

1．4 问题的提出及本文的主要内容

1．4．1 问题的提出

1．4．2 本文的主要内容

2 国内外设计规范关于局部承压问题的对比研究

2．1 JTG D62-2004局部承压区设计

2．2 AASHTO后张法锚固区设计

2．2．1 局部锚固区设计

2．2．2 一般锚固区设计——拉—压杆法

2．2．3 锚固区的近似法设计

2．3 ACI318-05局部承压区设计

2．4 BS5400局部承压区设计

2．5 各规范局部承压设计对比分析

2．6 本章小结

3 箱粱锚固区线弹性空间有限元分析及现场试验

3．1 工程概况

3．2 空间有限元模型的建立

3．2．1 本章建模方法简述

3．2．2 本文分析所使用单元简介

3．2．3 空间有限元模型

3．3 空间有限元模型计算结果及其分析

3．3．1 锚下混凝土的横向应力、竖向应力和剪应力分布

3．3．2 锚下混凝土的纵向正应力分布

3．3．3 锚下混凝土主拉应力与主压应力分布

3．4 施工阶段的现场试验分析

3．4．1 试验的实施步骤

3．4．2 测试仪器及测点布置

3．4．3 试验测试结果与空阿有限元分析结果的对比分析

3．5 本章小结

4 局部承压区应力分布影响因素分析

4．1 预留孔道的影响

4．1．1 分析模型

4．1．2 空间有限元模型计算结果及分析

4．2 锚具的影响

4．2．1 分析模型

4．2．2 特殊垫板锚具构件的局部承压区应力状态研究

4．2．3 与不考虑锚具时局部锚固区的应力状态对比分析

4．2．4 垫板的影响

4．2．5 锚具偏心的影响

4．3 构造钢筋的影响

4．3．1 分析模型

4．3．2 空间有限元模型计算结果分析

4．4 截面尺寸的影响

4．4．1 分析模型

4．4．2 空间有限元模型计算结果及分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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