[發明專利]一種斜拉橋混凝土索塔錨固區的預應力設計方法

有效

• 申請號: 201810111332.5
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108416104B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 崔楠楠;楊錚;余曉琳;賈布裕;顏全勝
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/17;G06F30/23;E01D19/14;G06F119/14
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

1.一種斜拉橋混凝土索塔錨固區的預應力設計方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：確定索塔前墻厚寬比λ；

索塔前墻厚寬比λ定義為：

λ＝t_q/b_q (1)

式中t_q為前墻的厚度，b_q為前墻內表面的寬度；

步驟二：根據所述λ值選擇所要采用的索塔拉-壓桿模型，并計算幾何參數；

λ值與索塔拉-壓桿模型的對應關系為：λ小于臨界值，所述的索塔拉-壓桿模型采用“3拉桿-2壓桿”模型；λ大于等于臨界值，所述的索塔拉-壓桿模型采用“3拉桿-3壓桿”模型；

“3拉桿-2壓桿”模型由長度以及內力性質不同的三種拉桿T₁、T₂、T₃的和兩種壓桿C₁、C₂構成；

“3拉桿-3壓桿”模型由長度以及內力性質不同的三種拉桿T₁、T₂、T₃和三種壓桿C₁、C₂、C₃構成；

步驟三：求解最大拉桿內力；

最大拉桿內力T_s由以下式子確定：

對于“3拉桿-2壓桿”模型：

式中，分別為拉桿T₁、T₂、T₃的拉桿內力，α₂為壓桿C₁與前墻對稱中心線的夾角；

對于“3拉桿-3壓桿”模型：

α₂通過下式確定：

α₂＝1.3602λ²-2.5827λ+1.3429 (7)；

步驟四：根據所述最大拉桿內力計算所需預應力筋數量；

預應力筋的最小面積按下式確定：

將A_p換算成所需的預應力筋數量，沿高度方向均勻布置于一個節段塔柱內，式中，A_p為所需預應力筋最小面積，φ為拉桿強度折減系數，按美國ACI318-05規范，取值為0.75，σ_pe為預應力筋去除預應力損失后的有效預應力，對于曲線預應力筋σ_pe＝0.6σ_con，對于直線預應力筋σ_pe＝0.74σ_con；

步驟五：根據所選模型中拉桿走向布置所述預應力筋。

2.根據權利要求1所述的斜拉橋混凝土索塔錨固區的預應力設計方法，其特征在于：所述的臨界值通過以下方法確定：調查統計已建斜拉橋索塔截面尺寸，得出符合斜拉橋整體設計要求的實際截面尺寸范圍，提煉厚寬比，對不同厚寬比索塔采用拓撲優化方法自動生成水平方向拉-壓桿模型，并對其形狀規律進行分類，得到厚寬比參數的臨界值。

3.根據權利要求1所述的斜拉橋混凝土索塔錨固區的預應力設計方法，其特征在于：所述厚寬比λ的臨界值為0.6。