竖向预应力作用下PC箱梁腹板应力场分析

摘要

为了研究箱梁腹板在竖向预应力作用下应力分布的特点,以狭长薄板模拟腹板,导出其在单根竖向预应力筋作用下的解析解、数值解,并与有限元计算对比,结果吻合较好。在多对力作用下叠加原理成立,模拟腹板在竖向预应力作用下的应力场,导出竖向正应力的解析解,并采用最小二乘法原理得其数值解。引入应力均匀度参数λ和应力水平系数κ,计算得相应截面的λ值和κ值,表明λ值和κ值对竖向预应力筋间距s较为敏感;当预应力间距与腹板半高之比s/c<0.5时,在x=0.5s处截面上不同高度处均能保持较高的预应力度,且应力比较均匀,λ接近于1;当s/c=0.5时,仅能保证x=0.5s截面上1/4高度处的λ值和κ值分别度达到0.95和0.96。在保证λ值和κ值大于0.95的前提下,计算得适合工程精度的腹板竖向预应力扩散角α,进而得出竖向预应力筋合理间距s=2h.tanα。