斜拉橋索塔錨固區節段模型分析中預應力筋的模擬研究

孫松松， 陳紫云

(四川省交通勘察設計研究院有限公司， 四川 成都 610017)

斜拉橋索塔錨固區具有荷載大、空間小、傳力路徑多、受力機理復雜等特點，是斜拉橋分析中的重點和難點之一。目前工程上主要采用有限元法進行斜拉橋索塔錨固區計算分析，最精確的方法是建立足尺度實體有限元模型，但是當索塔較高時，足尺度實體模型需要花費非常高的計算費用，一般很難實現。實際中為了減少計算費用，提高工作效率，經常從索塔的頂部開始取n個節段進行分析，因為索力最大的拉索多數位于索塔的頂部，且該部位的拉索與索塔的夾角最大，該部位受到的水平拉力最大，如此能夠得到索塔上最危險部位的應力分布。

索塔錨固區節段模型分析主要研究塔體局部部位的應力水平，因此對于采用預應力筋錨固形式[1]的索塔模型來說，對預應力筋的模擬越精確結果越可靠。預應力混凝土結構的傳統有限元分析方法之一是等效荷載法[2]，此方法具有建模簡單、模型易進行網格劃分的優點，但不宜做結構細部受力分析。為了精確獲得結構細部力學行為，宜采用“實體力筋法”，即分別用不同的單元來模擬混凝土與預應力筋，預應力通過降溫法或者初應變法進行施加。實體力筋法在力學模型上有3種處理方法，即實體分割法、節點耦合法和約束方程法。文獻[2]對這3種方法的基本思路做了詳細的介紹。實體分割法是混凝土實體模型創建之后，用預應力筋線拖拉形成的面和工作平面對實體切分，用面面相交形成的與預應力筋線形相同的線模擬為預應力筋。……