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节段施工体外预应力桥梁锚固块研究
| 论文题名： | 节段施工体外预应力桥梁锚固块研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;体外预应力;锚块构造;施工工艺 |
| 摘要： | 体外预应力节段施工技术具有施工速度快,对现有的交通影响小,体外索在使用期内可更换等优点,这一技术在公路和市政桥梁中得到应用,我国还没有相应的设计规范可供参考。锚固块是体外预应力混凝土桥梁的关键构造之一,它的设计得当与否将关系到桥梁的安全及使用性能,有必要对其进行深入细致的研究。本文对锚固块的构造,设计计算理论和锚固系统的疲劳等方面进行了研究,其主要研究工作和成果如下： (1)综述了国内外关于预制节段体外预应力混凝土桥梁的应用及研究现状,指出了锚固块研究存在的问题,提出了需要进一步研究的问题。 (2)详细介绍了锚固块的构造,借鉴钢锚箱在斜拉桥上应用的成功经验,提出了体外预应力混凝土桥梁的新型锚固块-钢箱锚固块,并对钢与混凝土的连接构造进行了筛选,可知栓钉连接件和PBL键是适合的剪力连接件。体外束在锚固区段的布设细节方面,经过理论分析表明:“转弯”的锚固方式优于“直穿”的锚固方式。 (3)分析比较了各国规范关于局部锚固区的设计计算方法,总结出异同点以及不足之处。分别从建模原理、步骤、方法以及杆件和节点的设计等方面着重对拉一压杆模型配筋理论进行了深入研究,建立了锚固块的拉-压杆模型并推导出了一般的横向以及竖向的配筋计算公式。 (4)评述了各国规范以及研究人员给出的栓钉和PBL键剪力连接件抗剪承载力理论计算公式,总结并分析了他们的优缺点。根据这些计算理论,将混凝土锚固块改成钢锚固块,并对钢锚固块的剪力连接件进行理论计算和数值模拟,结果表明群钉剪力件或多孔PBL键的设计基本满足体外预应力荷载下的抗剪承载力要求,钢箱锚固块体积和自重只有混凝土锚固块的50％～70％。同时也发现了群钉和圆孔受力的不均匀性,并对减小这种受力不均匀性提出了设计建议。 (5)用Ansys对重庆市某体外预应力混凝土桥梁的混凝土锚固块进行有限元分析,分别从应力云图、各个截面的应力最大值还有应力路径三方面研究了锚固块应力分布的一般规律。同时分析了锚孔横向位置和锚固块厚度改变时各截面的应力变化情况,得出了锚固块的合理构造。 (6)提出了基于应力配筋法,利用该方法对锚固块进行配筋,并与拉-压杆模型配筋法的配筋量以及实桥配筋量进行对比。结果发现该方法相比于拉-压杆模型配筋法是偏安全的,与实桥配筋量较为接近,也可以简化钢筋布置工作。 (7)根据体外索和体外预应力梁自身的振动频率公式提出了预防体外预应力索梁共振的设计建议,体外索的减振固定装置的合理距离最好为5m～6m,所得结论与美国AASHTO规范规定相符。 |
| 作者： | 黄飞新 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 姜海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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