考虑脱空效应的钢抱箍受力理论分析

作     者：顾颖 古松 邓继清 孔超 任松波 GU Ying;GU Song;DENG Jiqing;KONG Chao;REN Songbo

作者机构：西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 西南交通大学希望学院四川成都610400 

出 版 物：《桥梁建设》 (Bridge Construction)

年 卷 期：2023年第53卷第6期

页      面：95-102页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52108385) 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室开放课题(KF2021-08) 

主　　题：桥梁工程 钢抱箍 脱空效应 承载能力 脱空范围 脱空位移 受力分析 有限元法 

摘      要：为研究脱空效应对钢抱箍承载能力的影响,假定混凝土柱在钢抱箍夹持下不发生变形,将钢抱箍在脱空点视为铰链,基于力与力矩的平衡,建立了考虑脱空效应的钢抱箍受力理论公式。以光明大桥为背景,针对其盖梁施工采用的钢抱箍,采用数值模拟对推导公式进行验证。结果表明:钢抱箍脱空后,其未脱空段的环向力会增大,因此建议在钢抱箍设计时,尤其是在验算钢抱箍强度时应考虑环向力增大的不利影响;本文给出的脱空弧度及脱空位移推导公式,能较为准确地确定脱空范围与最大脱空位移出现位置,但由于忽略了柱的压缩变形,脱空位移偏大16%左右;钢抱箍脱空后,竖向承载能力随着紧箍力偏心率的增大而增大,对于钢抱箍的常用尺寸,承载能力可提高18.3%~31.2%;基于实体单元的模拟结果也证实了钢抱箍的局部脱空现象,并显示混凝土在脱空起讫位置会出现应力集中,该现象有可能导致混凝土的局部压溃,故建议对该处混凝土采用橡胶垫或结构胶等措施进行防护。