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基于拉压杆模型的后张端部锚固区配筋设计研究
| 论文题名： | 基于拉压杆模型的后张端部锚固区配筋设计研究 |
| 关键词： | 混凝土梁桥;后张端部锚固区;拉压杆模型;配筋设计 |
| 摘要： | 在预应力混凝土梁桥中，后张端部锚固区承受强大集中锚固力作用，不仅有锚下局部承压问题。而且还应关注锚固力扩散导致的劈裂力及剥裂力作用。锚下局部承压问题研究较多，在我国混凝土桥梁设计规范中已有规定；而对于锚固力扩散问题的研究，规范还未涉及，为本文研究的关注点。但在国外，基于拉压杆模型的端部锚固区劈裂力及剥裂力计算，并以此指导配筋设计正成为研究热点。 本文首先回顾了早期研究者和相关设计规范及设计指南中对于劈裂力及剥裂力的计算，然后引入了被AASHTO规范纳入的拉压杆模型法，并简述了其基本构形方法。针对现行拉压杆模型设计方法中的一些问题，展开了一些研究。具体研究内容及成果如下： (1)通过建立考虑锚垫板形式及预应力孔道影响的后张端部锚固区实体有限元模型，探讨了深埋式锚垫板及预应力孔道的存在对锚固区应力分布及拉压杆构形的影响。研究表明，锚垫板形式及预应力孔道的存在对拉压杆模型计算劈裂力的影响基本可以忽略，但对局部应力结果影响明显。 (2)分析了截面高厚比及锚固力横向作用宽度与截面宽度比对锚固区应力分布及拉压杆模型构形的影响。鉴于中厚板锚固区的应力分布不同于二维平板锚固区，分析了两者应力分布的差异，并基于二维平板锚固区的最大劈裂应力，提出了计算中厚板锚固区最大劈裂应力的计算公式。 (3)通过分析双锚头锚固区的应力分布规律，提出了多锚头锚固区四个拉力区的概念。并分别构建了具有足够精度的简单拉压杆模型计算各个区的劈裂力或剥裂力；结合美国AASHTO规范，提出了锚固的配筋建议，给出了按照本文方法进行多锚头锚固区设计的操作流程。 (4)基于对箱梁端部锚固区的应力分布研究，并结合日本及欧洲规范，提出了箱梁端部锚固区长度的计算方法；通过将箱梁分解成腹板、顶板及底板，将三维问题平面化；基于有限元模型的对比分析结果，构建了腹板、顶板及底板，各等效矩形板内的简单拉压杆模型，推导了各构件等效锚固力的计算公式，提出了基于拉压杆模型的箱梁端部锚固区劈裂力及剥裂力计算公式；最后给出了箱梁锚固区的配筋实例，以说明本文方法的简单实用性。 |
| 作者： | 黄华琪 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘钊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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