《基于MSC.Marc预应力锚垫板与溷凝土的接触分析_前期报告》.doc

河 北 工 业 大 学 毕业设计(论文)前期报告 学生姓名： 学号： 学院：机械工程学院 专业：工程力学 设计(论文)题目：基于MSC.Marc预应力锚垫板与混凝土的接触分析 指导教师： 副教授 2013年3月28日 河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告 毕业设计（论文）题目：基于MSC.Marc预应力锚垫板与混凝土的接触分析 专业（方向）：工程力学 学 生 信 息： 学号： 姓名 班级： 指导教师信息： 教师号：04 姓名： 职称：副教授 报告提交日期： 3月3日 前期报告内容： 预应力技术和锚垫板 （1）预应力技术 预应力就是当一个构件尚为安装和使用之前,在它受外力后可能被拉开的部位事先施加压力,促其产生预压应力,以抵消外力作用所产生的拉应力这个预先施加的压应力简称为预应力。 在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢筋，施加预压应力,提高构件的刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。 如木桶，在还没装水之前采用铁箍或竹箍套紧桶壁，便对木桶壁产生一个环向的压应力，若施加的压应力超过水压力引起的拉应力，木桶就不会开裂漏水。在圆形水池上作用预应力就像木桶加箍一样。同样，在受弯构件的荷载加上去之前给构件施加预应力就会产生一个和与荷载作用产生的变形相反的变形，荷载要构件沿作用方向发生变形之前必须最先把这个与荷载相反的变形抵消，才能继续使构件沿荷载方向发生变形。这样，预应力就像给构件多施加了一道防护一样。 (2)锚垫板 锚具的一种，用于连接锚板和预应力钢绞线的构件。锚垫板埋在混凝土内，起传递和分散锚头压力的作用。锚垫板其实是一个承载体，要把张拉力传给构件。预应力锚固体系中的锚垫板其作用是将集中的一束应力逐步分散传递到附近的水泥上， 使得受力安全、 结构稳定。 锚垫板包括承压体及与承压体相连接的喇叭管，该承压体及与喇叭管或为分离结构或为整体铸造成型，所述承压体的塔脚或为圆形、椭圆形、方形或长方形承载台阶或为在四个角处有倒角或倒圆角的方形或长方形承载台阶，承压体的其余台阶或为圆台或圆锥台或为椭圆台或椭圆锥台或为四棱台或四棱锥台；所述的承压体各级台阶的承压面Ｐ为平面或锥面，所述的承压体其内部中空孔或为内锥孔或变角度内锥孔，或为多台阶形内孔。该锚垫板结构更优化、锚下应力更小、分布更趋均匀，结构形式简单、重量轻、便于生产制造所述承压体为内部中空、外形为４～２０级相连接的阶梯形台阶的塔状结构体，从作为塔脚的第一级台阶起、各级台阶由大到小逐级递收 锚垫板的优点是：尺寸大大缩小，锚固区表层面积比旧锚垫板平均减小约30％；结构优化，便于锚下混凝土浇灌密实；形成多支承面组合承压，使锚下应力更小、分布更趋均匀，应力值比旧锚垫板减小10％～25％；张拉过程中，钢绞线被剪断的概率降低；锚垫板重量比旧锚垫板平均减轻0.25kg/孔，材料消耗及制造成本低。锚垫板是一带承载板、内部中空、外形为2～4层台阶的圆塔形结构体，其中空的锥孔的锥度γ＝2～5°，塔脚为沉放锚板的圆管形部分，承载板的厚度δ1为30～70mm，塔身壁厚δ2为7～15mm，台阶厚度δ3为7～12mm，各层台阶与塔身之间呈圆弧形，R＝15～50mm，整体铸造成型 由于预应力结构具有截面小!重量轻!刚度大!抗裂性和耐久性好!节约材料!降低造价等优点,因此预应力技术目前已经广泛应用与桥梁、房屋建筑、水工结构、压力管道码头、岩体护坡锚固、基础加固、隧道矿顶锚顶、预应力网架、地铁、大型楼堂馆所、仓库厂房、塔式建筑、重物提升、滑膜间歇推进、桥隧顶推、大型容器及船舶、轨枕、更换桥梁支座、桥梁及建筑物加固、钢筋工程、防磁及防腐工程（纤维锚具）、碳纤维加固、先张梁场施工、体外预应力工程、斜拉索、悬索等等结构,而且己经扩大至高层建筑!大跨度结构!抗震结构以及岩土工程等诸多领域，预应力结构具有较高的技术经济指标和广泛的适用性,己经成为我国重点发展的土建结构,而预应力高强钢材和锚固设备则是发展预应力技术的关键所在，锚具是桥梁、水工、核电、地下工程、边坡治理、矿山、特殊建筑等工程预应力施工的锚具设备。 2.工程背景 四渡河特大桥是一座单跨双铰钢桁架加劲梁悬索桥,它横跨于湖北沪蓉西高速公路中一个/V0型深切峡谷上,跨径布置为40m,为目前国内最大的;主塔距谷底有650 m深,被誉为迄今世界上最高的桥;大桥使用的锚碇预应力系统为环氧填充型钢绞线加防腐油脂的单根可换式体系(钢绞线强度设计值为186