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预应力锚索地梁的设计理论及工程应用

夏雄  
【摘要】: 预应力锚索地梁结构是一种极其有效且正推广应用于各工程部门的支挡防护体系。该结构由预应力锚索和地梁共同组成。这种组合结构能充分挖掘岩土体自身潜力,并产生强大的挡护作用;加之其结构简单,自重较轻,节省材料,有良好的经济技术价值。但是对其作用的理论分析和工程设计,目前尚不够完善,理论研究大大落后于工程应用。本文结合交通部重点工程的科研项目《京珠北高速公路路堑高边坡病害预防及防治技术研究》,开展了预应力锚索地梁设计计算理论的研究工作。 为了合理的进行工程设计,本文按弹塑性理论对预应力锚索锚固段的黏结剪应力进行了分析,将锚固段划分为塑性变形区段和弹性受力区段两部分,认为锚固段黏结剪应力为非均匀分布,前段剪应力为均匀折减应力,后段剪应力为寸旨数变化应力,由此提出了相应的锚固段长度计算公式。结合东坪工点的预应力锚索使用情况进行了有限元计算,验证了理论计算公式的合理性。对地梁的内力计算提出按Winkler弹性地基梁理论进行分析。对框架型地梁按不考虑扭矩条件下的变形协调十字交叉梁法进行受力分配,拆解为单根地梁,按单梁方法进行计算。本文还对东坪工点的预应力锚索地梁进行了现场试验,测试了锚索外锚力,地梁土压力以及梁内钢筋拉力,并绘制成相关数据表和相应曲线图。理论计算结果和实测数据的对比,验证了本文提出的预应力锚索地梁的设计计算是合理可行的。文中所获得的成果,对工程中预应力锚索地梁的计算设计具有重要意义,对于深入研究预应力锚索地梁结构的作用机理,也具有一定的参考价值。


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