The invention relates to a prestressed design method for the anchorage zone of the concrete pylon of a cable-stayed bridge, belonging to the prestressed design field of the anchorage zone of the pylon. The invention comprises the following steps: the first step is to determine the thickness-width ratio of the front wall of the pylon lambda; the second step is to select the cable tower tension-compression rod model to be adopted according to the lambda value and calculate the geometric parameters; the third step is to solve the maximum internal force of the tie rod; the fourth step is to calculate the number of prestressing tendons required according to the maximum internal force of the tie rod; and the fifth step is to calculate the number of prestressi According to the tendons in the model, the prestressing tendons are arranged. The invention can be used for the quantitative design of prestressing force in the anchorage zone of the pylon, and a model of tension-compression bar in the anchorage zone of the pylon with definite geometric parameters for direct use by engineers is proposed. The invention has strong universality, high design efficiency, clear mechanical concept and high calculation precision, avoiding the blindness and low efficiency of traditional cable tower anchorage zone design relying on designer experience and a large number of trial calculations.
【技术实现步骤摘要】
一种斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法
本专利技术涉及一种斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法，属于索塔锚固区的预应力设计领域。
技术介绍
索塔拉索锚固区是斜拉桥结构中的关键部位，其构造复杂、局部受力集中、设计施工难度大，一直是桥梁工程师重点关注的问题之一。采用侧壁锚固形式的箱型截面的混凝土索塔，斜拉索的巨大索力作用在塔柱上，垂直分力通过锚块传给塔身，而巨大的水平分力作用在相对较薄弱的塔柱侧壁上，塔壁混凝土和其中配置的构造钢筋是不能承受的，因此，必须在锚固区设置水平预应力筋来承受这巨大的水平分力。国内外对该区域的设计理论和方法的研究尚不成熟，现行设计规范也缺乏针对性的规定，导致实际工程中常常需要进行昂贵的模型试验和反复的空间有限元计算来验证设计结果，造成建设资源极大的浪费。对于索塔的预应力筋设计与优化，目前有平面框架法、局部空间分析法(有限元计算与试验)以及拉-压杆模型设计方法。各方法的不足主要表现在：(1)平面框架法。对于箱形索塔，如果采用梁单元简化法，则单元的长细比不符合梁单元的规定，势必产生较大的误差。(2)局部空间应力法。基于有限元计算的局部空间应力...
【技术保护点】
1.一种斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：确定索塔前墙厚宽比λ；步骤二：根据所述λ值选择所要采用的索塔拉‑压杆模型，并计算几何参数；步骤三：求解最大拉杆内力；步骤四：根据所述最大拉杆内力计算所需预应力筋数量；步骤五：根据所选模型中拉杆走向布置所述预应力筋。
【技术特征摘要】
1.一种斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：确定索塔前墙厚宽比λ；步骤二：根据所述λ值选择所要采用的索塔拉-压杆模型，并计算几何参数；步骤三：求解最大拉杆内力；步骤四：根据所述最大拉杆内力计算所需预应力筋数量；步骤五：根据所选模型中拉杆走向布置所述预应力筋。2.根据权利要求1所述的斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法，其特征在于：步骤一所述的索塔前墙厚宽比λ定义为：λ＝tq/bq(1)式中tq为前墙的厚度，bq为前墙内表面的宽度。3.根据权利要求1所述的斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法，其特征在于：步骤二所述的λ值与索塔拉-压杆模型的对应关系为：λ小于临界值，所述的索塔拉-压杆模型采用“3拉杆-2压杆”模型；λ大于等于临界值，所述的索塔拉-压杆模型采用“3拉杆-3压杆”模型。4.根据权利要求3所述的斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法，其特征在于：所述的临界值通过以下方法确定：调查统计已建斜拉桥索塔截面尺寸，得出符合斜拉桥整体设计要求的实际截面尺寸范围，提炼厚宽比，对不同厚宽比索塔采用拓扑优化方法自动生成水平方向拉-压杆模型，并对其形状规律进行分类，得到厚宽比参数的临界值。5.根据权利要求3或4所述的斜拉桥混凝土索塔锚固区的预应力设计方法，其特征在于：所述厚宽比λ的临界值为0.6。6.根据权利要求3所述的斜...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔楠楠，杨铮，余晓琳，贾布裕，颜全胜，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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