预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究.pdf

世界桥梁 年第 卷第期(总第 期)W o r l dB r i d g e s,V o l ,N o ,(T o t a l l yN o )收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目();中央高校基本科研业务费专项项目(Z T P Y )P r o j e c to fN a t i o n a lN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a();P r o j e c to fF u n d a m e n t a lR e s e a r c hF u n d sf o rC e n t r a l L e v e lU n i v e r s i t i e sa n dI n s t i t u t e s(Z T P Y )作者简介:杨万理(),男,教授,年毕业于西南交通大学土木工程专业,工学学士,年毕业于西南交通大学结构工程专业,工学硕士,年毕业于西南交通大学桥梁与隧道工程专业,工学博士(E m a i l:q q c o m).D O I:/j i s s n 预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究杨万理,杨成发,李谏,幸荣邦,李昆星(西南交通大学土木工程学院,四川 成都 ;抗震工程技术四川省重点实验室,四川 成都 ;保利长大工程有限公司,广东 广州 )摘要:针对斜拉桥索塔锚固区传统钢绞线预应力体系存在布设复杂、预应力分布不均匀、锚下应力集中等问题,对采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区的力学特性开展了研究.以洛溪大桥拓宽工程主桥为背景,采用AN S Y S软件分别建立了该桥预应力钢棒体系及传统钢绞线预应力体系索塔锚固区节段有限元模型,对比了种预应力体系索塔锚固区在种荷载工况下(完成预应力张拉但未张拉斜拉索和斜拉索张拉后)混凝土塔壁横桥向应力、顺桥向应力、第一主应力和第三主应力.结果表明:种荷载工况下,无粘结预应力钢棒体系具有足够的压应力储备;与传统钢绞线预应力体系相比,无粘结预应力钢棒体系锚固区的应力水平较低,混凝土塔柱的应力水平沿高度方向更为均匀,采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区具有更优的力学性能.关键词:斜拉桥;索塔锚固区;预应力体系;无粘结预应力钢棒;力学特性;有限元法中图分类号:U ;U 文献标志码:A文章编号:()引言斜拉桥桥塔是以承受轴力为主的压弯受力结构,索塔锚固区是斜拉桥的关键部位,桥面恒载及活载产生的斜拉索索力需要通过该部位安全可靠地传递至桥塔塔柱中.斜拉桥索塔锚固区受力集中,结构复杂,是斜拉桥设计、施工的重点和难点.对于预应力混凝土桥塔,其传统预应力施加体系主要采用环向、U形、井字形以及混合型预应力钢筋布置形式.传统钢绞线预应力体系主要由预应力筋、锚固系统和压浆系统组成,其中预应力筋常采用预应力钢绞线和精轧螺纹钢.牟兆祥等、张亚军、李勇等分别对采用传统钢绞线预应力体系的斜拉桥索塔锚固区进行了研究,结果表明U形布束容易产生应力集中,存在应力盲区,并且由于U形筋半径小导致摩阻损失较大且难以精确计算;秦顺全等、许路平、关小平的研究表明环向预应力体系存在与U形预应力体系相同的缺点;郑津津、文强等、王念 的研究表明井字形预应力体系多采用精轧螺纹钢,其存在锚具用量大、张拉次数多、高空作业多等缺点.针对采用传统钢绞线预应力体系索塔锚固区存在的不足,提出采用无粘结预应力钢棒对索塔锚固区施加预应力的新型索塔预应力体系.预应力钢棒具有高强度、高韧性、低松弛、省材料等特点,广泛应用于铁路、公路、建 筑、水 利 能 源、岩 土 锚 固 等 领域.但目前关于将预应力钢棒应用于索塔锚固区预应力体系的相关研究较少,为了解无粘结预应力钢棒锚固体系索塔锚固区的适用性,本文以洛溪大桥拓宽工程主桥为背景,在与采用传统钢绞线预应力体系索塔锚固区的力学性能进行对比的基础上,对采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区的力学特性开展研究.索塔锚固区无粘结预应力钢棒体系无粘结预应力钢棒体系通常没有压浆系统,主要由无粘结预应力钢棒及锚固系统组成(见图),其中无粘结预应力钢棒(mm)表面涂有油脂,外壁设保护套;锚固系统由锚固螺母、锚垫板、锚固备母、锚固挡板以及螺旋筋组成 .将无粘结预应力钢棒与传统钢绞线预应力体系世界桥梁 ,()图无粘结预应力钢棒体系结构F i g C o n f i g u r a t i o no fu n b o n d e dp r e s t r e s s i n gs t e e l b a r s y s t e m中常用的精轧螺纹钢、钢绞线的技术指标进行对比,结果如表所示.由表可知:针对材料力学性能指标,与精轧螺纹钢及钢绞线相比,预应力钢棒不仅强度高、低松弛,韧性也具有明显优势,可见预应力钢棒的综合力学性能更优.此外,与传统钢绞线预应力体系相比,无粘结预应力钢棒体系因构造简单,施工工艺得以简化,有效地提高了施工质量,缩短了工期;且预应力钢棒可以工厂定制,可有效减少材料浪费.工程背景洛溪大桥拓宽工程为在原洛溪大桥上、下游侧各建座 双 塔 双 索 面 组 合 梁 斜 拉 桥,单 幅 桥 宽 m,采用五跨连续半飘浮体系,桥跨布置为()m(见图).斜拉索为空间密索型布置,采用标准抗拉强度 MP a的mm高强钢丝,单根斜拉索最大重量约为t.斜拉索在主梁上的标准索距为 m,塔上索距为m.主梁采用钢梁与混凝土桥面板组成的组合梁,标准梁段长 m,桥面板采用分段预制、现浇湿接缝连接方式.桥塔为钻石形,由上、中、下段塔柱组成.本文以号 桥 塔 为 背 景 开 展 研 究,号 桥 塔 高 m,其中上塔柱高 m,顺桥向宽m,横桥向采用变宽形式,宽 m,索塔锚固区塔柱宽 m,索塔锚固区塔柱横断面如图所示.该桥桥塔采用C 混凝土,索塔锚固区采用无粘结预应力钢棒体系和传统钢绞线预应力体系时,预应力体系布置如图所示.其中无粘结预应力钢图洛溪大桥拓宽工程主桥立面布置F i g E l e v a t i o nv i e wo fm a i nb r i d g eo fL u o x iB r i d g ew i d e n i n gp r o j e c t图号桥塔索塔锚固区塔柱横断面F i g C r o s s s e c t i o no f c a b l e p y l o na n c h o r a g ez o n ei np y l o nN o 棒体系采用 级低松弛无粘结预应力钢棒,公称直径为 mm,井字形布置,各层预应力钢棒的竖向间距为 m.传统钢绞线预应力体系的钢绞线标准抗拉强度为 MP a,直线束与曲线束分别采用 s mm和 s mm的钢绞线,U形布置,各层钢绞线的竖向间距为 m.对采用无粘结预应力钢棒体系斜拉桥索塔锚固区的力学特性进行有限元分析,并与采用传统钢绞线预应力体系索塔锚固区力学特性进行对比.主要对比内容为索塔锚固区混凝土塔壁横桥向应力、顺桥向应力、第一主应力和第三主应力的分布规律及数值大小.表技术指标比较T a b l e C o m p a r i s o no f t e c h n i c a l i n d i c a t o r s预应力体系材料抗拉强度/MP a屈服强度/MP a h松弛率/断后伸长率/弹性模量/G P a弯曲性能疲劳性能J 精轧螺纹钢(P S B )s mm钢绞线(级)脉动负载后不断裂 mm无粘结预应力钢棒(级)弯曲 ,无裂纹脉动负载后不断裂注:表中脉动负载的荷载为 Fm(FmFt),加载次数为 次.其中,Fm为钢绞线或钢棒公称破断力(N);Ft为应力范围的等效负荷值(N).预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究杨万理,杨成发,李谏,幸荣邦,李昆星图预应力体系平面布置F i g L a y o u t o fp r e s t r e s s s i n g s y s t e m有限元模型何锋 采用独立建模耦合法对索塔锚固区进行了分析,经与试验结果对比发现该建模方法能够较为准确地模拟混凝土索塔锚固区的应力分布规律及应力值.本文采用该建模方法,利用AN S Y S软件建立该桥索塔锚固区节段有限元模型,对索塔锚固区力学性能开展数值模拟.无粘结预应力钢棒体系与传统钢绞线预应力体系索塔节段有限元模型如图所示,图中x向为顺桥向,y向为横桥向,z向为竖向.模型中,混凝土采用S o l i d 实体单元模拟,采用自由网格划分,以便对不规则截面进行网格细化;预 应 力 钢 绞 线 和 无 粘 结 预 应 力 钢 棒 采 用L i n k 单元模拟.模型底面(z)进行完全固结,模型顶部不施加任何约束.采用降温法进行分段加载实现预应力的模拟,按公式/Et(为有效预应力;E为弹性模量;为温度膨胀系数;t为降温值)计算种预应力体系的预应力筋所需降温值.按照 公路桥涵设计规范(J T G )考虑钢棒和钢绞线的预应力损失,对于预应力钢棒主要考虑:锚具变形、钢棒回缩和接缝压缩损失;预应力钢棒松弛损失;混凝土收缩徐变损失.对于预应力钢绞线主要考虑:预应力钢绞线与管壁之间的摩擦损失;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失;混凝土的弹性压缩损失;钢筋松弛损失;混凝土收缩徐变损失.图索塔节段有限元模型F i g F i n i t ee l e m e n tm o d e l o f c a b l e p y l o na n c h o r a g e s e c t i o n索塔锚固区力学特性分析针对种受力状态:完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段(阶段)、斜拉索张拉后阶段(阶段),开展采用无粘结预应力钢棒体系与传统钢绞线预应力体系的索塔锚固区力学特性研究.完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段(阶段)阶段塔壁压应力完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段,无粘结预应力钢棒体系与传统钢绞线预应力体系塔壁顺桥向、横桥向压应力分别如图、图所示.图中,塔壁AN(BN)、AT(BT)为顺(横)桥向(下标N代表无粘结预应力钢棒体系,T代表传统钢绞线预应力体系).图阶段塔壁顺桥向压应力F i g C o m p r e s s i v e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g el e n g t ha t s t a g e图阶段塔壁横桥向压应力F i g C o m p r e s s i v e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g ew i d t ha t s t a g e由图、图可知:种体系下,塔壁混凝土都有较高的压应力储备;塔壁AN与AT处于整体受压状态,应力分别为 MP a和 MP a;塔壁BN与BT处 于 整 体 受 压 状 态,应 力 分 别 为 MP a和 MP a;由于没有模拟锚下构造措施,因此塔壁锚固区的压应力较大,而且传统钢绞线预应力体系锚固区的压应力大于无粘结预应力钢棒体系,这是由于钢绞线施加的预加力大于预应力钢棒,有较明显的局部受压.世界桥梁 ,()阶段塔壁拉应力种体系塔壁顺桥向、横桥向拉应力分别如图、图所示.由图、图可知:由于种预应力体系都没有模拟锚下构造措施,所以锚固区的拉应力较高;塔壁AN与AT处于局部受拉状态,应力分别为 MP a和 MP a;塔壁BN与BT处于局部受拉状态,应力分别为 MP a和 MP a.由于钢绞线施加的预加力大于预应力钢棒,所以传统钢绞线预应力体系锚固区的拉应力大于无粘结预应力钢棒体系;顺桥向塔壁与横桥向塔壁交界处,由于边界突变且受到预应力钢筋锚固区的影响,也出现了拉应力,实际工程中通常采取倒圆角及锚下构造措施减小或避免出现拉应力.种预应力体系塔壁内侧均整体受压.由于受到底面边界条件影响,塔壁靠近底面区域出现了较小拉应力.图阶段塔壁顺桥向拉应力F i g T e n s i l e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g e l e n g t ha t s t a g e图阶段塔壁横桥向拉应力F i g T e n s i l e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g ew i d t ha t s t a g e 阶段塔壁主应力无粘结预应力钢棒体系与传统钢绞线预应力体系塔壁混凝土第一、第三主应力分别如图、图 所示.由图、图 可知:种预应力体系(非锚固区域)的第一主应力均小于 MP a,未超出C 混凝土设计拉应力;无粘结预应力钢棒体系(非锚固区域)第三主应力为 MP a,传统钢绞线预应力体系(非锚固区域)第三主应力为 MP a,均未超出C 混凝土抗拉或者抗压强度设计值;由于没有模拟锚下构造措施,种体系塔壁锚固区的第一主应力与第三主应力都较大,但是传统钢绞线预应力体系塔壁锚固区的应力更大;无粘结预应力钢棒体系沿塔壁高度方向的应力分布比传统钢绞线预应力体系均匀,主要原因是预应力钢棒沿着高度方向均匀布置,间隔较小,每一层预应力钢棒施加的预加力比钢绞线小,而钢绞线沿着高度方向间隔较大,每一层钢绞线施加的预加力比预应力钢棒大,导致塔壁应力的不均匀性显著.图 阶段塔壁第一主应力F i g F i r s tp r i n c i p a l s t r e s s i np y l o nw a l l sa t s t a g e图 阶段塔壁第三主应力F i g T h i r dp r i n c i p a l s t r e s s i np y l o nw a l l sa t s t a g e 斜拉索张拉后阶段(阶段)阶段塔壁压应力斜拉索张拉后,种体系混凝土塔壁顺桥向、横桥向压应力分别如图、图 所示.由图、图 可知:种体系塔壁横桥向应力和顺桥向应力水平与完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段相比下降明显,但仍然处于整体受压状态.塔壁AN和AT顺桥向压应力分别为 MP a和 MP a;塔壁BN和BT横桥向压应力分别为 MP a和 MP a.因此,斜拉索张拉后,种预应力体系仍然具有一定的压应力储备.阶段塔壁拉应力斜拉索张拉后,种体系混凝土塔壁顺桥向、横预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究杨万理,杨成发,李谏,幸荣邦,李昆星图 阶段塔壁顺桥向压应力F i g C o m p r e s s i v e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g el e n g t ha t s t a g e图 阶段塔壁横桥向压应力F i g C o m p r e s s i v e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g ew i d t ha t s t a g e桥向拉应力分别如图、图 所示.由图、图 可知:完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段,种预应力体系塔壁拉应力值变化不明显,但是拉应力分布区域略有增加.塔壁AN与AT顺桥向拉应力分别为 MP a和 MP a,仍处于局部受拉状态;塔壁BN与BT横桥向拉应力分别为 MP a和 MP a,处于局部受拉状态.由于边界突变和预应力锚固区影响,靠近边界和锚固区域的塔壁混凝土出现了拉应力,这与完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段一致.斜拉索张拉后,无粘结预应力钢棒体系塔壁AN和BN以及传统钢绞线预应力体系塔壁AT和BT的图 阶段塔壁顺桥向拉应力F i g T e n s i l e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g el e n g t ha t s t a g e图 阶段塔壁横桥向拉应力F i g T e n s i l e s t r e s s i np y l o nw a l l sa l o n gb r i d g ew i d t ha t s t a g e顺桥向、横桥向压应力仍然呈现出与完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段相同的规律:传统钢绞线预应力体系锚固区的拉应力较高;靠近塔壁底部区域和顺桥向与横桥向交界处出现拉应力,同样需要采用倒圆角和锚下构造措施以减小拉应力;种预应力体系的塔壁内侧横桥向压应力有所上升,顺桥向压应力有所下降,但是种预应力体系的塔壁内侧仍然处于整体受压状态,其余规律与完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段相同.阶段塔壁主应力斜拉索张拉后,种体系混凝土塔壁第一、第三主应力分别如图、图 所示.由图、图 可知:斜拉索张拉后,种预应力体系(非锚固区域)第一主应力有所上升,但拉应力仍均小于C 混凝土抗拉强度设计值;无粘结预应力钢棒体系(非锚固区域)第三主应力为 MP a,传统钢绞线预应力体系(非锚固区域)第三主应力为 MP a,仍均小于C 混凝土的抗压强度设计值;无粘结预应力钢棒体系沿塔壁高度方向的应力分布比传统钢绞线预应力体系更均匀,这与完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段规律一致.结论与精轧螺纹钢及钢绞线相比,预应力钢棒具有图 阶段塔壁第一主应力F i g F i r s tp r i n c i p a l s t r e s s i np y l o nw a l l sa t s t a g e世界桥梁 ,()图 阶段塔壁第三主应力F i g T h i r dp r i n c i p a l s t r e s s i np y l o nw a l l sa t s t a g e高强度、低松弛的特点.本文以洛溪大桥拓宽工程主桥为背景,对比采用无粘结预应力钢棒体系与传统钢绞线预应力体系索塔锚固区混凝土塔壁的横桥向应力、顺桥向应力、第一主应力和第三主应力,得到如下结论:()完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段,由于种预应力筋的布置方式和预加力取值的差异,采用无粘结预应力钢棒体系混凝土塔柱的应力水平沿高度方向较传统钢绞线预应力体系更加均匀,且无粘结预应力钢棒体系具有足够的压应力储备;无粘结预应力钢棒体系锚固区的应力水平较传统钢绞线预应力体系低,实际工程中对锚下构造措施的要求较传统钢绞线预应力体系低.()斜拉索张拉后,无粘结预应力钢棒体系仍然具有一定的压应力储备,种预应力体系下的锚固区应力分布规律与完成预应力张拉但未张拉斜拉索阶段一致.参考文献(R e f e r e n c e s):卢国宏某大跨度斜拉桥桥塔设计技术要点研究J交通世界,():(L U G u o h o n g R e s e a r c ho nt h eK e yP o i n t so fT o w e rD e s i g nT e c h n o l o g yo faL o n g S p a nC a b l e S t a y e dB r i d g eJT r a n s p o w o r l d,():i nC h i n e s e)刘超,徐书缘,孙利军,等斜拉桥索塔锚固区环向预应力布置形式研究J世界桥梁,():(L I UC h a o,X US h u y u a n,S UNL i j u n,e t a l S t u d yo fL o o p e d P r e s t r e s s i n gA r r a n g e m e n t i nC a b l e P y l o nA n c h o r Z o n e o f C a b l e S t a y e d B r i d g eJ W o r l dB r i d g e s,():i nC h i n e s e)牟兆祥,马广,张雷四线铁路斜拉桥索塔锚固区环向预应力设计研究J世界桥梁,():(MUZ h a o x i a n g,MA G u a n g,Z HAN GL e i D e s i g no fH o o p P r e s t r e s s i n C a b l e P y l o n A n c h o r a g e Z o n e o fC a b l e S t a y e dB r i d g eA c c o mm o d a t i n gF o u rR a i lT r a c k sJW o r l dB r i d g e s,():i nC h i n e s e)张亚军混凝土索塔锚固区环向预应力布设位置优化J山西交通科技,():(Z HANGY a j u n O p t i m i z a t i o n o f C i r c u m f e r e n t i a lP r e s t r e s sL a y o u t i nA n c h o r a g eZ o n eo fC o n c r e t eC a b l eT o w e rJ S h a n x iS c i e n c e&T e c h n o l o g yo fC o mm u n i c a t i o n s,():i nC h i n e s e)李勇,向延虎大跨度斜拉桥索塔环向预应力布束方案及参数影响分析J工程建设,():(L I Y o n g,X I ANG Y a n h u I n f l u e n c e A n a l y s i s o nL a y o u tS c h e m ea n dP a r a m e t e ro fC i r c u l a rP r e S t r e s s e dT e n d o no fL o n gS p a nC a b l e S t a y e dB r i d g eT o w e rJE n g i n e e r i n g C o n s t r u c t i o n,():i nC h i n e s e)秦顺全,张金涛,陆勤丰,等常泰长江大桥主航道桥桥塔方案研究J桥梁建设,():(Q I NS h u n q u a n,Z HAN GJ i n t a o,L U Q i n f e n g,e t a lR e s e a r c ho nP y l o nT y p e s f o rM a i nN a v i g a t i o n a lC h a n n e lB r i d g eo fC h a n g t a iC h a n g j i a n gR i v e rB r i d g eJB r i d g eC o n s t r u c t i o n,():i nC h i n e s e)许路平浅谈斜拉桥索塔锚固区环向预应力施工J中国新技术新产品,():(XUL u p i n g B r i e fD i s c u s s i o no nt h eL o o pP r e s t r e s s i n gC o n s t r u c t i o n i nA n c h o r a g eZ o n eo fC a b l e S t a y e dB r i d g eT o w e rJC h i n a N e w T e c h n o l o g i e s a n d P r o d u c t s,():i nC h i n e s e)关小平某特大桥索塔环向预应力模型研究J建筑技术开发,():(GUAN X i a o p i n g M o d e lo fC i r c u m f e r e n t i a lP r e s t r e s so fP y l o no f S u p e rL a r g eB r i d g eJ B u i l d i n gT e c h n o l o g yD e v e l o p m e n t,():i nC h i n e s e)郑津津环向预应力筋对斜拉桥索塔锚固区的受力影响分析J福建交通科技,():(Z HE N G J i n j i n A n a l y s i s o f t h e I n f l u e n c e o fC i r c u m f e r e n t i a lP r e s t r e s s i n g T e n d o n so nt h eS t r e s so fA n c h o r a g e Z o n e o f C a b l e S t a y e d B r i d g e T o w e rJF u j i a nT r a n s p o r t a t i o nT e c h n o l o g y,():i nC h i n e s e)文强,卢皓,康炜,等高速铁路大跨钢桁加劲P C箱梁 斜 拉 桥 设 计 关 键 技 术 研 究 J桥 梁 建 设,():(WE NQ i a n g,L UH a o,KAN GW e i,e t a lR e s e a r c h o n K e y D e s i g n T e c h n i q u e s o f L o n g S p a nS t e e l T r u s s S t i f f e n e d P C B o x G i r d e r C a b l e S t a y e dB r i d g eA c c o mm o d a t i n gH i g h S p e e dR a i l w a yJB r i d g e C o n s t r u c t i o n,():i nC h i n e s e)王念商合杭铁路芜湖长江公铁大桥桥塔环向预应力技术J桥梁建设,():预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究杨万理,杨成发,李谏,幸荣邦,李昆星(WAN G N i a n H o o p P r e s t r e s s i n g T e c h n i q u e o nP y l o n s o f W u h u C h a n g j i a n g R i v e r R a i l c u m R o a dB r i d g e o nS h a n g q i u H e f e i H a n g z h o uR a i l w a yJB r i d g eC o n s t r u c t i o n,():i nC h i n e s e)王珂,折媛,张朝晖,等预应力混凝土用钢棒的研究现状J钢铁研究学报,():(WANG K e,S HE Y u a n,Z HANG Z h a o h u i,e t a lC u r r e n t S i t u a t i o n o f R e s e a r c h o n S t e e l B a r s f o rP r e s t r e s s e dC o n c r e t eJJ o u r n a lo fI r o na n d S t e e lR e s e a r c h,():i nC h i n e s e)雷兴勇,肖贤炎无粘结预应力钢棒施工技术介绍J公路交通技术,():(L E I X i n g y o n g,X I A O X i a n y a n I n t r o d u c t i o n o fC o n s t r u c t i o n T e c h n i q u e s f o r U n b o n d e d P r e s t r e s s e dS t e e lB a r sJ T e c h n o l o g yo fH i g h w a ya n dT r a n s p o r t,():i nC h i n e s e)陈兴鑫桥梁无粘结预应力钢棒张拉质量控制要点J建材与装饰,():(CHE N X i n g x i n T e n s i o n Q u a l i t yC o n t r o lP o i n t so fU n b o n d e dP r e s t r e s s e dS t e e lB a r i nB r i d g eC o n s t r u c t i o nJ C o n s t r u c t i o nM a t e r i a l s&D e c o r a t i o n,():i nC h i n e s e)何锋大跨度斜拉桥索塔锚固区受力性能研究D成都:西南交通大学,(HE F e n g S t u d y o n t h e M e c h a n i c a l B e h a v i o r o fA n c h o r a g e Z o n e o f L o n g S p a n C a b l e S t a y e d B r i d g eD C h e n g d u:S o u t h w e s t J i a o t o n gU n i v e r s i t y,i nC h i n e s e)S t u d yo fM e c h a n i c a lP r o p e r t i e so fC a b l e P y l o nA n c h o r a g eZ o n eU s i n gP r e s t r e s s i n gS t e e lB a rS y s t e mY A N GW a n l i,Y A N GC h e n g f a,L IJ i a n,X I N GR o n g b a n g,L IK u n x i n g(S c h o o l o fC i v i lE n g i n e e r i n g,S o u t h w e s t J i a o t o n gU n i v e r s i t y,C h e n g d u ,C h i n a;A s e i s m i cE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g yK e yL a b o r a t o r yo fS i c h u a nP r o v i n c e,C h e n g d u ,C h i n a;P o l yC h a n g d aE n g i n e e r i n gC o,L t d,G u a n g z h o u,C h i n a)A b s t r a c t:P r e s t r e s s i n gs t e e ls t r a n d sa r eu s u a l l ya p p l i e di nt h ec a b l e p y l o na n c h o r a g ez o n eo ft h ec a b l e s t a y e d b r i d g e,h o w e v e rt h e u n e v e n p r e s t r e s sd i s t r i b u t i o n a n d s t r e s sc o n c e n t r a t i o nu n d e r n e a t ht h ea n c h o r a g ea r ec r i t i c a l i s s u e s I nt h i sp a p e r,t h eu n b o n d e dp r e s t r e s s i n gs t e e lb a r sa r e i n t r o d u c e da sa na l t e r n a t i v et ot h ep r e s t r e s s i n gs t e e ls t r a n d s,a n db a s e do nt h ee n g i n e e r i n gp r a c t i c eo ft h e L u o x iB r i d g e w i d e n i n g p r o j e c t,t h e m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s o ft h e u n b o n d e dp r e s t r e s s i n gs t e e lb a rs y s t e ma r e i n v e s t i g a t e d F i n i t ee l e m e n tm o d e l so f t h ec a b l e p y l o na n c h o r a g ez o n e sw i t hp r e s t r e s s i n gs t e e lb a rs y s t e ma n dc o n v e n t i o n a lp r e s t r e s s i n gs t e e ls t r a n ds y s t e m w e r eb u i l tu pi nAN S Y S,t oa n a l y z et h et r a n s v e r s ea n dl o n g i t u d i n a ls t r e s s e sa sw e l la st h ef i r s ta n dt h i r dp r i n c i p a l s t r e s s e s i n t h ew a l l s o f t h e c o n c r e t ep y l o n,w h e n t h e t e n s i o n i n go f p r e s t r e s s i n gs t e e lb a r s/s t r a n d sw a s f i n i s h e d,b u t t h es t a yc a b l e sh a dy e tb e e nt e n s i o n e da n da f t e rt h et e n s i o n i n go fs t a yc a b l e s,r e s p e c t i v e l y I t i ss h o w nt h a tu n d e rt h ea f o r e m e n t i o n e dt w ol o a d i n gc o n d i t i o n s,t h eu n b o n d e dp r e s t r e s s i n gs t e e lb a rs y s t e mh a ss u f f i c i e n tc o m p r e s s i v es t r e s sm a r g i n,c o m p a r e dw i t ht h ec o n v e n t i o n a lp r e s t r e s s i n gs t e e ls t r a n ds y s t e m,t h es t r e s sl e v e l i nt h ec a b l e p y l o na n c h o r a g ez o n ew i t hu n b o n d e dp r e s t r e s s e ds t e e lb a r si sl o w e r,t h es t r e s sd i s t r i b u t i o ne v e n n e s sa l o n gt h eh e i g h to f t h ec o n c r e t ep y l o ni sb e t t e r,p r o v i n gt h a tt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h ec a b l e p y l o na n c h o r a g ez o n ew i t hu n b o n d e dp r e s t r e s s i n gs t e e lb a rs y s t e ma r eb e t t e r K e yw