预应力齿板锚固区拉压杆模型及配筋设计.pdf

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1、第28卷第6期2011年6月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．28No．6Jun．20ll文章编号：1002-0268(2011)06—0091—06预应力齿板锚固区拉压杆模型及配筋设计林波，刘钊(东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京210096)摘要：首先通过分析齿板锚固区的应力分布规律，揭示了引起齿板锚固区拉应力集中的5种典型局部作用效应。根据主应力迹线指示的力流传递路径以及局部

2、区域的力流平衡关系，提出了齿板锚固区拉压杆模型的基本构形，在此基础上，进一步研究了定量化几何构形的确定方法和依据。以所提出的拉压杆模型为基础，结合AASHTO规范，给出了预应力齿板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。关键词：桥梁工程；配筋设计；拉压杆模型；齿板锚固区；有限元分析中图分类号：U448．35文献标识码：AStrut-and·tieModelsandReinforcementDesignforPrestressedAnchoragePlatesLIN

3、Bo，LIUZhao(KeyLaboratoryofRC&PCStructuresofMinistryofEducation，SoutheastUniversity，NanjingJiangsu210096，China)Abstract：Throughstressdistributionanalysisforananchorageplate，fivetypicallocalactioneffectswhichleadtotensilestressconcentrationwererevealed．B

4、asedontheloadpathsindicatedbyprincipalstresstrajectoriesandthebalancerelationshipamongforceflows，thebasicconfigurationofstrut-and—tiemodelforanchorageplateWasproposed．Inaddition，furtherstudyontheapproachandthebasisfordeterminingthequantitativegeometric

5、configurationwascarriedout．BytheproposedmethodandasperrelevantprovisionsofAASHTOLRFD(2007)，thereinforcementdesignofanchorageplateswasaccomplished．Aworkeddesignexampledemonstratesthatthemethodhasgoodpracticality．Keywords：bridgeengineering；reinforcementd

6、esign；strut—and·tiemodel；toothplateanchoragezone；finiteelementanalysis0引言预应力锚固齿板广泛存在于各类预应力混凝土箱梁桥内，其承载力及抗裂性能关系到结构的安全性及耐久性。由于齿板锚固区存在着几何形体上的突变，集中锚固力的作用以及预应力钢束局部弯曲引起的径向力作用，是混凝土结构中的典型D区¨。2o(Discontinuityordisturbanceregion)，也是病害较多的区域，而目前针对齿板这类应力复杂区域的设计多依赖经验

7、进行，我国桥梁设计规范还没有相应的分析方法和设计理论p’。在桁架模型基础上发展而来的拉压杆模型法(strut—and-tiemodel)，被广泛认为是D区尺寸拟定和配筋设计的有力工具⋯。针对预应力齿板锚固区的配筋设计，国内外开展了一些研究，不同规范及学者均推荐采用拉压杆模型法进行该齿板锚固区的配筋设计‘4“]。拉压杆模型是基于清晰力学概念解决应力复杂问题的有效方法，确定拉压杆模型的几何构形是进行配筋设计的第l步，JSchlaich等M’推荐采用基于应力迹线的构形方法，然而，鉴于问题的复杂性，拉压杆模

8、型定量化几何构形的确定方法始终是应用收稿13期：2010—09—14基金项目：国家自然科学基金项目(50778038)；教育部博士点基金项目(20070286097)作者简介：林波(1981一)，男，江苏如皋人，博士研究生．(1bb2002—2001@163．eom)公路交通科技第28卷中的难点。本文分析齿板锚固区紊乱力流的分布特征，提出用5种典型局部作用效应来阐释应力集中规律，在此基础上提出了齿板锚固区拉压杆模型的构形方法，并给出抗裂配筋设计。1齿板锚固区内的5种局