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為了研究箱梁腹板在豎向預應力作用下應力分布的特點,以狹長薄板模擬腹板,導出其在單根豎向預應力筋作用下的解析解、數(shù)值解,并與有限元計算對比,結果吻合較好。在多對力作用下疊加原理成立,模擬腹板在豎向預應力作用下的應力場,導出豎向正應力的解析解,并采用最小二乘法原理得其數(shù)值解。引入應力均勻度參數(shù)λ和應力水平系數(shù)κ,計算得相應截面的λ值和κ值,表明λ值和κ值對豎向預應力筋間距s較為敏感;當預應力間距與腹板半高之比s/c<0.5時,在x=0.5s處截面上不同高度處均能保持較高的預應力度,且應力比較均勻,λ接近于1;當s/c=0.5時,僅能保證x=0.5s截面上1/4高度處的λ值和κ值分別度達到0.95和0.96。在保證λ值和κ值大于0.95的前提下,計算得適合工程精度的腹板豎向預應力擴散角α,進而得出豎向預應力筋合理間距s=2h.tanα。
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為了研究箱梁腹板在豎向預應力作用下的應力擴散效應,將箱梁腹板視作狹長矩形薄板,以多對力作用在該薄板模擬腹板在豎向預應力作用下的應力場,導出豎向正應力的解析解,并采用最小二乘法原理得其數(shù)值解。引入應力均勻度參數(shù)λ和應力水平系數(shù)κ,計算得相應截面的λ值和κ值,表明λ值和κ值對豎向預應力筋間距s較為敏感;在保證λ值和κ值大于0.95的前提下計算得適合工程精度的腹板豎向預應力擴散角α,并進行多項式擬合。通過實橋測試腹板豎向應力擴散效應,同時采用有限元軟件模擬計算,結果表明在豎向預應力筋作用下,腹板應力擴散效應明顯,在腹板的上部和下部,兩根豎向預應力筋之間存在應力空白區(qū),在腹板中部豎向應力都比較均勻。
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