体外预应力角隅矩形齿块锚固区的拉压杆模型及配筋设计

针对体外预应力混凝土箱梁桥中的角隅矩形齿块锚固区,研究了拉压杆模型构形及其配筋设计方法。首先通过应力场分析、传力路径的拓扑优化找形以及抗剪钢筋作用机理分析,揭示了产生局部拉应力集中的四种作用效应以及锚固力由承压面经角隅齿块向壁板传递过程中的两种荷载传递机制。同时,利用有限元数值分析结果,拟合出锚固力在箱梁腹板与翼板间分配比例的计算公式,在此基础上,构建两个平面内的精细化桁式拉压杆模型以恰当反映角隅齿块各部位受拉、受压、受剪规律及配筋设计需求。以所提出的拉压杆模型为基础,并结合美国AASHTO桥梁设计规范,给出了角隅矩形齿块锚固区的配筋设计方法,设计示例表明该方法具有良好的实用性,可供工程设计参考。

体外预应力桥梁混凝土锚固结构受力性能分析

基于ANSYS有限元分析软件,建立了体外预应力桥梁角隅矩形齿块的拉-压杆模型,推导出拉-压杆最小夹角公式,确定了夹角合理取值范围是24.8°～65.2°,分析了拉-压杆夹角、锚固块厚度、锚固块截面尺寸、箱梁腹板斜率等变化时角隅矩形齿块的受力变化,发现拉应力主要集中在锚下10cm内,压应力主要集中在锚下20cm内。特定荷载作用下,角隅矩形齿块存在一个合理的厚度取值,可供工程设计提供参考。