基于接触理论的大跨度混凝土桥梁球形支座锚固区应力分析

摘要

支座是桥梁结构的重要承重及传力构件,因此支座各构件的应力状态关系到整个桥梁结构的安全.为分析大跨度桥梁球形支座锚固区的受力情况,采用有限元分析软件ANSYS对支座高强螺栓、锚碇钢棒及周边混凝土进行空间实体仿真分析.有限元模型选用8节点实体单元Solid45进行建模,分别采用节点耦合法与接触单元法模拟各构件之间的约束关系.有限元分析结果表明:接触单元法能够更为准确的模拟各构件之间的约束关系,所得到的应力计算结果更为合理;球形支座在设计荷载作用下,锚固区高强螺栓及钢棒的应力水平均在容许范围之内;锚固区周边混凝土承受较大的主压应力与主拉应力,其中最大主压应力数值在容许范围之内,主拉应力数值高于容许应力,存在潜在开裂危险,应增加该区域配筋率以提高构件极限抗拉强度.文中详细分析了球形支座锚固区各构件的应力情况,对今后该区域的应力计算及桥梁设计具有一定的参考价值.