文档介绍：双击添加主标题
双击添加主标题
小直径预应力钢丝绳锚具的设计与分析
目录
项目的研究意义
国内外研究现状分析
研究目标
.研究内容
拟解决的关键问题
研究方法
技术路线
实验方案
具备的知识基础
本项目的创新之处
项目研究年度计划
项目成果
本课题主要是对小直径预应力钢丝绳(钢绞线)锚固装置进行研究,通过设计不同种类的锚具,监测钢丝绳的预应力损失,得到适合于小直径预应力钢丝绳(钢绞线)的锚固装置。本课题研究可以应用于体外预应力加固旧桥上,通过良好的锚具设计,传递体外束的预应力,最大限度减少体外预应力体系的预应力损失,延长桥梁的使用寿命,提高桥梁的安全性能。
2、国内外研究现状分析
随着我国国民经济的发展,交通运输量迅速增长,道路上的行车密度和车辆轴重不断加大,公路桥梁负荷日趋加重,加之旧桥部分构件老化、破损或受原设计标准的限制,已不能适应现代交通运输的要求,桥梁需进行加固处理。现在国内多采用体外预应力钢丝绳加固的方法加固桥梁。其中最重要的一步就是锚固装置的设计。
如今在国内多采用的端部锚具设计是:端部锚具尺寸根据预应力钢丝绳所受的拉力计算确定,扣除钢丝绳孔道后的净截面积须能满足钢丝绳所受拉力,根据梁底宽度和所需预应力钢丝绳根数,确定钢丝绳的布置层数,进而确定锚具的截面尺寸。端部锚具由钢丝绳根数和其承担的拉力荷载专门设计。为确保预应力钢丝绳张拉与锚固的方便,其外侧为开口形式,,开口深度以能将钢丝绳有效锚固为宜。锚具的厚度考虑焊接的需要,宽度由钢丝绳的受拉力所需强度确定,长度根据梁底宽度确定。锚具制作完成后将其焊在宽度较大的钢板上。预应力钢丝绳的一端可直接穿入端部锚具的开口,另一端通过张拉器进行张拉。张拉长度满足两端的端部锚具间距时,将预应力钢丝绳从端部锚具的开口嵌入,对挤压锚头进行锚固。张拉时采用对称的原则,从中间向两侧对称进行,以防结构产生扭转、侧弯,一侧与另一侧的钢丝绳数量之差不超过3根。
本课题通过对钢丝绳锚具的重新设计来加强和完善现有的锚固技术,延长桥梁的使用年限和提高桥梁的安全性能。
3、研究目标
本课题主要是对小直径预应力钢丝绳(钢绞线)锚固装置进行图纸设计,通过有限元软件(ansys/midas)及手算的方式对锚具进行局部受力分析,研究锚具的受力特点,最后通过试验对比几种锚具的锚固效果,得到适用于小直径预应力钢丝绳(钢绞线)的最佳锚固装置。
由目前国内外对于体外预应力的设计与计算的研究比较成熟,但是对于锚具的设计比较匮乏,特别是对其受力情况研究的较少。由于锚具的设计重视度不高,对其受力情况研究的较少,所以国内没有实现对锚具的设计的突破,这种情况在工程中很可能会带来工程使用寿命短,安全性能低,造价高,成本大的弊病。
用预应力高强钢丝绳加固混凝土梁,是在需要提高抗弯承载力的梁底部外侧,沿梁跨度方向布置一排或多排施加了预拉力的钢丝绳,以此来抵消部分外荷载在梁上产生的弯矩影响。而此时最重要的就是固定钢丝绳的锚具了,本课题就是研究小直径预应力锚具的设计与分析。
4、研究内容
预应力体系锚
固方式的研究
锚固效
果的研究
锚具的设计与制造
受力分析
.室内实验
主主要步骤
研究内容
5、拟解决的关键问题
1
2
3
锚具的锚固效果评价指标的选择
有限元模型的建立:桥博等平面干系软件无法模拟
空间模型,因此锚具的受力分析需要ansys等软件
建立局部的空间模型。
锚具应力应变的测试:如何布置传感器,
才能正确反映锚具的受力情况。
6、研究方法
(1)锚具的受力分析
(2)锚具的室内实验研究
(3)理论分析与实验数据对比
通过Ansys有限元分析软件建立预应力模型,对所设计的锚具进行受力分析,
对所设计的锚具的受力情况进行模拟。
课题将实验分为三个步骤进行:①制作事先设计好的不同大小和结构的锚具;
②试验加载,将拉伸程度相同的钢筋或钢绞线放在制作好的锚具内。③监测系统,
预应力产生的弹性会对锚具产生一定的力的作用,通过对贴在锚具应变片的监测
可以知道锚具上所受到的力。
通过锚具的受力情况进行模拟与实验数据的对比分析,得出一套最佳的
锚固体系方案。
1:预应力体系锚固方式的研究:通过收集相关资料,掌握国内外预应力体系锚固方式,锚固机理等
2:锚固效果的研究:通过不同锚固体系的锚固方式、锚固机理的研究,找到几项评价锚固效果的指标,通过不同指标最终评定锚具的锚固效果
3:锚具的设计与制造:通过对比国内外现有的锚具装置,设计出适合于小直径预应力钢丝绳(钢绞线)的锚具,利用cad软件设计其相关的图纸,最后通过工厂加工的方式制造出设计的锚具
7、技术路线