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某斜拉桥索塔锚固区预应力体系研究

夏亚明  
【摘要】: 近年来,随着我国经济的蓬勃发展,桥梁建设呈迅速发展的态势,大量大跨径和超大跨径斜拉桥在我国各地兴起,由于跨度的增加,在大跨径斜拉桥的索塔设计中,斜拉索的设计吨位已达到了“千吨”级的水平,使得索塔锚固区受力越来越大,如何保证索塔在承受巨大索力下混凝土的抗裂性能和极限承载能力成为近年来斜拉桥研究过程中的重要课题。本文以周口市沙颖河大桥为工程背景,对索塔锚固区的预应力体系做出了以下研究: 1.为了承受拉索的巨大集中力,保证索塔的抗裂性能及承载力,通常在混凝土塔柱箱壁上设置水平预应力筋。对于周口市沙颖河大桥,锚固区布置了井字型的高强度精轧螺纹钢筋,这种环向预应力体系具有受力明确,施工简单等特点。但根据现行规范来计算短粗的精轧螺纹钢筋在锚固过程中的锚固应力损失不够准确,其施工工艺在现行规范中也未有明确指出,文章通过模拟试验,得出精轧螺纹钢筋在后张法锚固过程中锚固扭矩大小与预应力损失之间的数值关系,并拟定出较为完善的张拉工艺,指导本桥的施工,也可作为工程经验进行推广。 2.由于锚固区域包含预应力筋,孔洞削弱及构造普通钢筋其应力状态非常复杂,目前没有现成的规范可用来套用计算,因此大多数斜拉桥在此处的应力状态都通过空间有限元分析或足尺模型试验来分析,借鉴以往的研究经验,文章通过有限元软件ANSYS,以周口市沙颖河大桥为工程背景,选取其索塔一标准节段进行空间模拟,通过分析不同工况下锚固区混凝土的应力状态,得出井字型精轧螺纹钢环向预应力体系在此处布置的合理性。 通过总结本文中试验的结论和理论模型的分析结果,得出对本桥设计和施工具有指导意义的结论,为今后同类型的斜拉桥锚固区的研究工作积累宝贵经验。


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