基于ANSYS的小箱梁预应力阶段受力分析

Ｎ ２右
Ｎ ３左 Ｎ ３右
２ ． ０
４ ． ７ ７ ． ４
２ ． ９
５ ． ７ ８ ． ２
２
４ ７
３ ． ６
７ ． ７ ｌ １ ． ２
４ ． ７
８ ． ３ Ｉ １ ． ７
３
６ １ ｌ
一
芝 － ４
－
—
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由表 ｌ可以看 出有 Ｌ ｉ ｎ ｋ ｌ ０单 元支撑 的模型计 算值 与实测值 吻合较好 ， 而简支状态模 型在张拉 钢束 Ｎ ２之前 位移值 与实测 值
由此说 明混凝土处于弹性 受力状态 “ 。
４ 结 语
１ ） 对于 ２ ０ ｍ小箱梁 张拉阶段应 力张拉 Ｎ ｌ钢束 时压应力 变
３ ． ２ 有支撑模型与简支模型对 比分析
对于预应力混凝土箱 梁张 拉阶段 的应 力状态分 析都 是采 用 简支梁模型来近似模拟的 ， 梁体 自重 自预应力筋 张拉 开始就 全部
爹 孝 荦
栾 兆 健 等 ： ￣Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 小 箱 梁 预 应 力 阶 段 受 力 分 析
・ ｌ ５ ７ ・
然后通过有 确性 ， 为后 面的分析提供可靠依据 。通 过分析各测点 应力 曲线 可 梁跨中顶面进行一次水 准测 量以观测梁体上拱 值 ， 以看出在张拉 Ｎ １钢束时混凝 土应力增长较小 ， 从 Ｎ ２ 开始混凝 土 Ｌ ｉ ｎ ｋ ｌ ０支撑模型与简支模型进行对 比分析 ， 分析结果如表 １ 所示。
压应力增长迅速 ， 此 时混凝土刚达到张拉龄期 ， 从张拉 Ｎ ２开 始应 注意梁体的变化 ， 防止 出现混凝土开裂 。
０ ． ０
一 一 －
１ ． ０ ０ ． Ｏ １ ． Ｏ ２ ． ｏ
１ ． Ｏ
塞二 ； ：
－
号 ｙ 号 号 ｙ
－
２ ． Ｏ ３ ． ０ ４ ． ０ ５ ． ０
６． ０
１ｉ
－
５．
一
苣
－
－
－
－
７ ． Ｏ ８ ． Ｏ ９ ． ０
号 号 ｙ 号 号 ｙ 号
左 左 右 左 右
－
口
右
－
７ ． ０ ８ ． Ｏ
－
张 拉 顺 序
注： Ｙ指有 台座支撑模型计算测点应 力， 指简支模 型计算应力值
张 拉 顺 序
图 ７ 跨 中截面有台座支撑与简支应力值对比
０． ０
—
一 ７ ． １ —５ ． １
— ２． ９ — ０ ． ２
０ ． ０ Ｏ ． Ｏ
０ ． １ １ ． ０
—７ 一４ ． ５
— ４ ． ６ １ ． ７
０ ０
ｌ １
１． ０
—
２ ． Ｏ
３ ． Ｏ ． ０ ５ ． ０ ６ ． ０ ７ ． ０ ８ ． Ｏ ２ ３ ４ ８ ７ ０ ９ ７
—
－
相差较大 ， 这是 由于模型对 自重参与梁体受 力预应力 阶段模拟 不 够精确 ， 从这里也 可 以看 出 自重 逐渐 参与 梁体受 力是 从张 拉 Ｎ ２
钢束开始的 ， 这也与前面应力分析 的结论相 同。
梁高／ ｃ ｍ
圈 ６ 跨 中截面理论值与 实测值对 比（ 二）
通过图 ６得出 ， 在预 应力 阶段不 管是 理论值 还是 实测值 ， 预 应力混凝土箱梁跨 中截面混凝 土压应力沿梁 高方 向呈线 性关系 ，
—
３ ． Ｏ
－
４． ０ 善 －
－
－
５ ． ０
６ ． ０
—
口
－
—
７． ０ ８ ． ０
右
左
左
右
左
右
—
张 拉顺 序
—
９ ． ０
图 ８ 箱梁梁端截面有 台座支撑与简支应力值对 比
表 １ 跨中截面上拱值 ｍｍ
４ － ３号 梁 ０ Ｏ
１ ｌ
图 ５ 梁端截面理论值与实测值对 比
化较小 ， 张拉 Ｎ ２钢束时 压应力开 始迅速增 长 ， Ｎ ３钢 束张拉 时增
长幅度最大 ， 此 时梁体各 截面均 处于 弹性受压 状态 ， 箱梁 跨 中截
面压应力沿梁高呈线性 关系 。２ ） 采用 Ｌ ｉ ｎ ｋ ｌ ０单元模 拟 台座 可以
准确 的反映 自重参 与受力 的情 况 ， 通 过与 简支模 型对 比， 梁体自 参与受力 ， 这对 梁体预应 力 阶段 自重参 与受力 情况模 拟不 精确 ， 重 自Ｎ ２钢束张拉开始逐渐参 与梁体受 力 ， 直 至钢 束全部张拉 完 ， 也不能清楚 的描 述每一 束张拉 后 的梁 体应力 状态 。本 文通 过建 自重全部参与梁体受力 ， 因此工程 上当不需要张 拉阶段 的梁 体应 立有 Ｌ ｉ ｎ ｋ ｌ Ｏ只受压单元 的有 限元模 型和无 Ｌ ｉ ｎ ｋ ｌ Ｏ单元 的简 支梁 力时 ， 可直接采用无支撑 简支模型计算张拉完成时的应力状态 。 模 型来对 比分析梁体 自重在每一束钢束 张拉后参 与受 力 的情 况 ， 参 考文献 ： 对 比分析结果如 图 ７ ， 图 ８所示。 由图 ７ ， 图 ８可得 在张拉预 应力 ［ １ ］ 张 睿． 空 间预 应 力束 作 用下 箱梁横 向应 力分析 ［ Ｄ］ ． 北 钢束 Ｎ １ 时， 有支撑模 型与简支模型计算结果有较 大差距 ， 由于前 京： 北京交通大 学， ２ ０ １ １ ．
３ － ３号 梁 自重 Ｎ１右
１左 Ｎ ２左
阶段 有支撑位移值 简支位移值 实测值 有支撑位移值 简支位移值 实测值
０ ． Ｏ Ｏ ． ０
Ｏ ． １ Ｏ ． ６
箱梁跨 中截 面预应力 阶段混凝 土压应 力沿 梁高 方 向分 布 的
理论值 与实测值对 比如图 ６所示 。
面已经通过实测数 据验证 了有支 撑模 型 的准确性 ， 所 以 张拉 Ｎ １ ［ ２ ］ 卢文 良， 李劲松 ， 张 兰青 ， 等．９ ０ ０ ｔ 大型预制 箱梁早期 张拉
０ ． ０
—
注： ￡指 有台座支撑模型计算测点应力 ， ｓ 指 实测应 力值
图 ４ 跨中截面理论值与实测值对 比（ 一）
０ ． ０
—
１ ． ０
２． Ｏ
１ｉ
口
－
１ ． ０ ２ ． ０
－
垂
Ｎ
一
口
－
５ ． ０ ６ ． Ｏ ７ ． Ｏ
８ ． Ｏ
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