un预应力梁桥齿板锚固区配筋设计的新方法.doc

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1、1. 概述自20世纪80年代以来，大跨度预应力混凝土梁桥在我国得到了迅速的发展。然而，实践表明，这些桥梁在建造和使用过程中常常出现不同程度、不同形式的裂缝，成了困扰着桥梁设计和施工的一个技术难题。根据结构性裂缝的受力成因与出现部位，可以归结为两类：（1）结构在总体受力条件下产生的裂缝；（2）结构在局部受力条件下产生的裂缝。对于这两类裂缝，可引入B区和D区的新理念加以分析。B区是指截面应变分布基本符合平截面假定的结构区域；D区是指截面应变分布呈现明显非线性的结构区域，这些部位具有几何构造上的不连续或力流受扰动的特点。从弹性阶段开始，平截应变假定在这些区域就已经不再成立，随着荷载的增加，梁截面的抗

2、弯塑性发展模型不能揭示其破坏机理。预应力锚固齿板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，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。而在桁架模型基础上发展而来的拉压杆模型法被广泛认为是D 区尺寸拟定和配筋设计的有力工具。2.齿板锚固区内的局部作用效应齿板锚固区内的受力比较复杂，预加力在齿板内的扩散效应，锚头偏心引起的弯曲效应，预加力作用下齿板与腹板和底板（顶板）交接面的水平剪切效应以及齿板内力筋弯曲段的径向力效应均可能引起齿板开裂，通过分

3、析应力等值线(图1)，去除量值较小的部分，将拉应力的集中分布区域及其产生原因归咎于七种局部作用效应，分别是：(1) 齿板锚下拉应力区，起因于锚下劈裂效应；(2) 齿块与底板交接处的拉应力区，起因于牛腿效应；(3) 锚后拉应力区，起因于锚后牵拉效应；(4) 底板下缘拉应力区，起因于局部弯曲效应；(5) 预应力孔道弯曲段附近拉应力区，起因于径向力效应；(6) 齿块前方底板内的拉应力区，起因于预加力在底板内扩散的劈裂效应；(7) 齿块与底板交界面附近的拉应力区，起因于水平剪切效应。可通过图2进一步通过齿板内的隔离体受力平衡揭示这七种局部作用效应。3.齿板锚固区拉压杆模型拉压杆模型是从连续体内抽象出的

4、离散桁架模型，由压杆、拉杆和节点组成，用以反映结构内部的传力机制。拉压杆模型中压杆代表受压混凝土的作用，拉杆主要由钢筋来承担，拉压应力场的交汇区则由节点模拟。拉压杆模型的基本构形一般需借助于有限元分析得到的结构内部的应力迹线，按照杆件中心尽量与应力迹线重合的准则来确定。以应力迹线为基准的构形方法可减少结构在受力过程中的应力重分布，并保证钢筋配置在裂缝最可能出现的区域。由齿板锚固区内的应力迹线分布可知，预加力同时在齿板立面和平面内扩散，严格意义上讲，需建立空间拉压杆模型以反映预加力在齿板内的传力机制，然而，空间拉压杆模型相对复杂，拉压杆模型的基本构形不易确定，为简化建模，将齿板锚固区的拉压杆模型

5、分解为：预加力从齿块向底板内传递的拉压杆模型、预加力在底板内扩散的拉压杆模型以及径向区横向拉压杆模型等。经过一系列演进步骤，最终形成齿板锚固区的精细化拉压杆模型，如图3所示。为进一步说明精细化拉压杆模型的合理性，将局部作用效应与拉压杆构形间的对应关系列于表1，从表中可以看出，上文提出的拉压杆构形与齿板锚固区内的局部作用效应一一对应，若以此模型为依据进行配筋设计，可保证齿板内易开裂的区域均可得到配筋的加强。表1 局部作用效应与拉压杆构形的对应关系局部作用效应拉压杆构形锚下劈裂效应拉杆4-5牛腿效应拉杆2-3局部弯曲效应拉杆3-7径向力效 应孔道上方劈裂效应+梁效应拉杆28-29孔道两侧牵拉效应拉

6、杆18-20及19-21底板内的横向劈裂效应拉杆28-30及29-31水平剪切效应桁架模型内的拉杆腹杆及拉杆14-154、齿板锚固区配筋计算方法4.1配筋量的计算方法齿板锚固区拉压杆模型的确定是配筋设计的基础，抗裂钢筋的配筋数量由对应的拉压杆模型中拉杆内力控制。参照AASHTO(LRFD2004)等设计规范的建议，按照承载能力极限状态进行齿板锚固区的配筋设计，抗裂钢筋所需配筋量可计算如下：（式1）式中， 为需配的钢筋面积； 为拉杆内力设计值； 为强度折减系数； 为钢筋屈服强度。由式(1)可知，局部作用效应引起拉力的是影响配筋量计算的主要因素。根据有限元分析得到的应力迹线构建出的拉压杆模型，能够

7、反映齿板的主要受力情况，该模型是静定结构，根据平衡条件可求出各杆件的内力。根据拉压杆模型中节点力的平衡条件以及模型几何关系，结合表1，可给出齿板不同区域内，抵抗局部作用效应的抗裂钢筋应承担拉力的大小，从而可计算出所需钢筋。4.2抗裂钢筋布置齿板内力筋弯曲段采用竖向箍筋抵抗预应力径向力作用。布置水平向和竖向箍筋，形成正交的钢筋网以抵抗锚下爆裂力以及水平剪力的作用。两个方向的箍筋均应伸入腹板和底板内锚固，并保证有足够的锚固长度，布筋方式见图4所示。图4齿板锚固区钢筋布置示意图5.小结预应力梁桥齿板锚固区作用有较大的锚固集中力，锚具前方和后方均可能出现拉应力，并且，钢束由底板进入齿板锚固时，局部弯曲

8、部位也将有径向力作用。同时，齿板区域几何形状上不连续性使得该区域的应力分布规律十分复杂，目前我国桥梁设计规范没有确定的设计理论与方法。应用拉压杆模型进行抗裂设计为解决齿板锚固区配筋设计提供了一种可能，值得广大科技工作者进一步探讨。（张向群 刘钊）下面是赠送的中秋节演讲辞，不需要的朋友可以下载后编辑删除！谢谢中秋佳节演讲词推荐中秋,怀一颗感恩之心老师们，同学们：秋浓了，月圆了，又一个中秋要到了!本周日，农历的八月十五，我国的传统节日中秋节。中秋节，处在一年秋季的中期，所以称为“中秋”，它仅仅次于春节，是我国的第二大传统节日。中秋的月最圆，中秋的月最明，中秋的月最美，所以又被称为“团圆节”。金桂飘

9、香，花好月圆，在这美好的节日里，人们赏月、吃月饼、走亲访友无论什么形式，都寄托着人们对生活的无限热爱和对美好生活的向往。中秋是中华瑰宝之一，有着深厚的文化底蕴。中国人特别讲究亲情，特别珍视团圆，中秋节尤为甚。中秋，是一个飘溢亲情的节日;中秋，是一个弥漫团圆的时节。这个时节，感受亲情、释放亲情、增进亲情;这个时节，盼望团圆、追求团圆、享受团圆这些，都已成为人们生活的主旋律。同学们，一定能背诵出许多关于中秋的千古佳句，比如“举头望明月，低头思故乡”、“但愿人长久，千里共婵娟”、“海上生明月，天涯共此时”这些佳句之所以能穿透历史的时空流传至今，不正是因为我们人类有着的共同信念吗。中秋最美是亲情。一家

10、人团聚在一起，讲不完的话，叙不完的情，诉说着人们同一个心声：亲情是黑暗中的灯塔，是荒漠中的甘泉，是雨后的彩虹中秋最美是思念。月亮最美，美不过思念;月亮最高，高不过想念。中秋圆月会把我们的目光和思念传递给我们想念的人和我们牵挂的人，祝他们没有忧愁，永远幸福，没有烦恼，永远快乐! 一、活动主题：游名校、赏名花，促交流，增感情二、活动背景：又到了阳春三月，阳光明媚，微风吹拂，正是踏青春游的好时节。借春天万物复苏之际，我们全班聚集在一起，彼此多一点接触，多一点沟通，共话美好未来，与此同时，也可以缓解一下紧张的学习压力。 相信在这次春游活动中，我们也能更亲近的接触自然，感悟自然，同时吸收万物之灵气的同时

11、感受名校的人文气息。三、活动目的：1. 丰富同学们的校园生活，陶冶情操。2. 领略优美自然风光，促进全班同学的交流，营造和谐融洽的集体氛围。 3. 为全体同学营造一种轻松自由的气氛，又可以加强同学们的团队意识。 4. 有效的利用活动的过程及其形式，让大家感受到我们班级的发展和进步。四、活动时间：XX年3月27日星期四五、活动参与对象：房产Q1141全体及“家属”六、活动地点：武汉市华中农业大学校内七、活动流程策划：1、27日8点在校训时集合，乘车2、9点前往华农油菜基地、果园，赏花摄影3、10点30，回农家乐开始做饭，进行“我是厨王”大比拼4、1点30，收拾食品残物，开始集体活动5、4点，乘车

12、返校八、职能分工及责任定岗1、调研组：负责前期的选址、策划的撰写、实地考察、交通工具的联系和检验组长：金雄成员：吴开慧2、安全保卫组：负责登记参加春游的人数，乘车前的人数的登记，集体活动时同学的请假的审批，安全知识的培训与教育，午餐制作的人员分组组长：徐杨超成员：王冲3、食材采购组：根据春游的人数和预算费用合理购买食材组长：胡晴莹成员：何晓艺4、活动组织组：在车上、赏花期间、主要是做饭完后的集体活动期间的活动的组织组长：武男成员：冯薏林5、厨艺大赛组织组：负责指导各个小组的午餐的准备，最后负责从五个小组里推荐的里面选出“厨王”（厨王春游费用全免）组长：朱忠达成员：严露6、财务组：负责财务的报账

13、及最后的费用的收取，做好最后的决算向全班报告组长：杨雨7、督导组：负责检查各组的任务的完成及协调各小组的任务分工组长：叶青青【注】以上只是大致的责任定岗，组长负主责，各小组要相互配合，相互帮助发挥你们的聪明才智去认真完成任务九、注意事项1、分组要尽量把做事积极的与不太积极的搭配，每组里都要有学生干部，学生干部要起带头作用2、食材的购买不要太复杂了，先前想出菜谱，然后组织大家学习下烹饪知识，注意食材购买的质和量3、注意提醒大家手机充足电，随时保持通讯畅通，有相机的同学带上相机，组织大家多拍几张全家福4、游戏最好要能吸引全部人参加，让同学们能增加了解，班委们能更好的了解同学们的动态，增进感情各组应

14、在规定时间前把活动准备情况向督导组报告，出现紧急情况要第一时报告。督导组也可以及时把活动的准备情况在班委群公布，实时互动。中秋最美是感恩!无须多言，给父母一个微笑，给亲友一个问候，递上一杯清茶，送上一口月饼，这是我们给予父母最好的回报。感谢父母给予的生命，感谢父母给予的培养老师们，同学们，这个中秋，我们要用一颗感恩的心来度过!心怀感恩!感恩一切造就我们的人，感恩一切帮助我们成长的人!心怀感恩，我们才懂得尊敬师长，才懂得关心帮助他人，才懂得勤奋学习、珍爱自己，才会拥有快乐，拥有幸福!老师们，同学们，中秋最美，美不过一颗感恩的心!中秋最美，美不过真心的祝福!在此，我代表学校，祝老师们、同学们中秋快

15、乐，一切圆满!下面是赠送的中秋节演讲辞，不需要的朋友可以下载后编辑删除！谢谢中秋佳节演讲词推荐中秋,怀一颗感恩之心老师们，同学们：秋浓了，月圆了，又一个中秋要到了!本周日，农历的八月十五，我国的传统节日中秋节。中秋节，处在一年秋季的中期，所以称为“中秋”，它仅仅次于春节，是我国的第二大传统节日。中秋的月最圆，中秋的月最明，中秋的月最美，所以又被称为“团圆节”。金桂飘香，花好月圆，在这美好的节日里，人们赏月、吃月饼、走亲访友无论什么形式，都寄托着人们对生活的无限热爱和对美好生活的向往。中秋是中华瑰宝之一，有着深厚的文化底蕴。中国人特别讲究亲情，特别珍视团圆，中秋节尤为甚。中秋，是一个飘溢亲情的节

16、日;中秋，是一个弥漫团圆的时节。这个时节，感受亲情、释放亲情、增进亲情;这个时节，盼望团圆、追求团圆、享受团圆这些，都已成为人们生活的主旋律。同学们，一定能背诵出许多关于中秋的千古佳句，比如“举头望明月，低头思故乡”、“但愿人长久，千里共婵娟”、“海上生明月，天涯共此时”这些佳句之所以能穿透历史的时空流传至今，不正是因为我们人类有着的共同信念吗。中秋最美是亲情。一家人团聚在一起，讲不完的话，叙不完的情，诉说着人们同一个心声：亲情是黑暗中的灯塔，是荒漠中的甘泉，是雨后的彩虹中秋最美是思念。月亮最美，美不过思念;月亮最高，高不过想念。中秋圆月会把我们的目光和思念传递给我们想念的人和我们牵挂的人，祝

17、他们没有忧愁，永远幸福，没有烦恼，永远快乐! 一、活动主题：游名校、赏名花，促交流，增感情二、活动背景：又到了阳春三月，阳光明媚，微风吹拂，正是踏青春游的好时节。借春天万物复苏之际，我们全班聚集在一起，彼此多一点接触，多一点沟通，共话美好未来，与此同时，也可以缓解一下紧张的学习压力。 相信在这次春游活动中，我们也能更亲近的接触自然，感悟自然，同时吸收万物之灵气的同时感受名校的人文气息。三、活动目的：1. 丰富同学们的校园生活，陶冶情操。2. 领略优美自然风光，促进全班同学的交流，营造和谐融洽的集体氛围。 3. 为全体同学营造一种轻松自由的气氛，又可以加强同学们的团队意识。 4. 有效的利用活动

18、的过程及其形式，让大家感受到我们班级的发展和进步。四、活动时间：XX年3月27日星期四五、活动参与对象：房产Q1141全体及“家属”六、活动地点：武汉市华中农业大学校内七、活动流程策划：1、27日8点在校训时集合，乘车2、9点前往华农油菜基地、果园，赏花摄影3、10点30，回农家乐开始做饭，进行“我是厨王”大比拼4、1点30，收拾食品残物，开始集体活动5、4点，乘车返校八、职能分工及责任定岗1、调研组：负责前期的选址、策划的撰写、实地考察、交通工具的联系和检验组长：金雄成员：吴开慧2、安全保卫组：负责登记参加春游的人数，乘车前的人数的登记，集体活动时同学的请假的审批，安全知识的培训与教育，午餐

19、制作的人员分组组长：徐杨超成员：王冲3、食材采购组：根据春游的人数和预算费用合理购买食材组长：胡晴莹成员：何晓艺4、活动组织组：在车上、赏花期间、主要是做饭完后的集体活动期间的活动的组织组长：武男成员：冯薏林5、厨艺大赛组织组：负责指导各个小组的午餐的准备，最后负责从五个小组里推荐的里面选出“厨王”（厨王春游费用全免）组长：朱忠达成员：严露6、财务组：负责财务的报账及最后的费用的收取，做好最后的决算向全班报告组长：杨雨7、督导组：负责检查各组的任务的完成及协调各小组的任务分工组长：叶青青【注】以上只是大致的责任定岗，组长负主责，各小组要相互配合，相互帮助发挥你们的聪明才智去认真完成任务九、注意

20、事项1、分组要尽量把做事积极的与不太积极的搭配，每组里都要有学生干部，学生干部要起带头作用2、食材的购买不要太复杂了，先前想出菜谱，然后组织大家学习下烹饪知识，注意食材购买的质和量3、注意提醒大家手机充足电，随时保持通讯畅通，有相机的同学带上相机，组织大家多拍几张全家福4、游戏最好要能吸引全部人参加，让同学们能增加了解，班委们能更好的了解同学们的动态，增进感情各组应在规定时间前把活动准备情况向督导组报告，出现紧急情况要第一时报告。督导组也可以及时把活动的准备情况在班委群公布，实时互动。中秋最美是感恩!无须多言，给父母一个微笑，给亲友一个问候，递上一杯清茶，送上一口月饼，这是我们给予父母最好的回报。感谢父母给予的生命，感谢父母给予的培养老师们，同学们，这个中秋，我们要用一颗感恩的心来度过!心怀感恩!感恩一切造就我们的人，感恩一切帮助我们成长的人!心怀感恩，我们才懂得尊敬师长，才懂得关心帮助他人，才懂得勤奋学习、珍爱自己，才会拥有快乐，拥有幸福!老师们，同学们，中秋最美，美不过一颗感恩的心!中秋最美，美不过真心的祝福!在此，我代表学校，祝老师们、同学们中秋快乐，一切圆满!