預(yù)應(yīng)力索
關(guān)注創(chuàng)建者：PierreJZ 創(chuàng)建時間：2016-11-30
預(yù)應(yīng)力索的視頻教程
ABAQUS雙排樁—預(yù)應(yīng)力錨索支護的基坑開挖模擬
本視頻模擬一個采用雙排樁—預(yù)應(yīng)力錨索支護的基坑開挖過程，具體包括如下內(nèi)容： （1）施工工序為：施做雙排樁后，先開挖土體，再施加錨索和預(yù)應(yīng)力； （2）錨索預(yù)應(yīng)力采用降溫法實現(xiàn)； （3）基坑開挖通過生死單元實現(xiàn)； （4）前排樁與后排樁均為圓樁，采用拉板連接 （附件包含cae和inp文件）
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基于abaqus的支擋結(jié)構(gòu)數(shù)值仿真
直播主要內(nèi)容： 1、重力式擋土墻分析（勻質(zhì)地基） （1）簡單的地應(yīng)力平衡 （2）墻背與土體的接觸設(shè)置 （3）墻后土壓力的獲取 2、基坑地下連續(xù)墻分析（分層地基） （1）生死單元的設(shè)置方式 （2）地連墻的設(shè)置 （3）預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)置 （4）嵌入約束和預(yù)應(yīng)力的設(shè)置 （5）分層開挖的設(shè)置 3、基于二次開發(fā)的參數(shù)化模型演示
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大跨度鋼結(jié)構(gòu)倒塌
大跨度鋼結(jié)構(gòu)有很多種類型，張弦梁，斜拉橋，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，索穹頂?shù)鹊龋?em>索施加預(yù)應(yīng)力，提供剛度，維持結(jié)構(gòu)整體的剛度和支撐，在偶然荷載下某根桿件失效或者突然破斷會引起一系列的反應(yīng)，可能發(fā)生連續(xù)倒塌，對人民財產(chǎn)和安全造成巨大損失，因此，對結(jié)構(gòu)進行倒塌分析是必然的，對實際工程的施工和設(shè)計也有十分重要的意義。
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預(yù)應(yīng)力索的實例教程
眾所周知，預(yù)應(yīng)力索結(jié)構(gòu)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，有索膜、索支結(jié)構(gòu)等等，斜拉橋也是比較常見的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，那么對于這類大跨度的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)突然出現(xiàn)桿件破斷或者失效時，整體結(jié)構(gòu)有何影響？結(jié)構(gòu)是否會發(fā)生連續(xù)倒塌？對其使用功能還能否保持完整性？都是值得研究的問題。有需要的朋友歡迎留言或者私信。
我總結(jié)了有限元中索體預(yù)應(yīng)力的一些施加方式，根據(jù)文獻[1]的裝配荷載法建立了單索張拉模型（非文獻工程案例），旨在分享學(xué)習(xí)，不足之處敬請諒解，希望大家能多提寶貴意見。
（1）降溫法
等效降溫法根據(jù)施工步驟對鋼索進行降溫，模擬預(yù)應(yīng)力拉索張拉過程隨溫度荷載的變化。采用等效溫降法對施工過程進行有限元模擬時原理簡單操作方便，但是降溫法需要將預(yù)應(yīng)力的施加轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟鹊慕档停?dāng)需要計算環(huán)境溫度的影響時，會產(chǎn)生一定的概念性混亂，“溫度降低”與“預(yù)應(yīng)力施加”之間不是線性對應(yīng)關(guān)系，溫度荷載的確定要經(jīng)過多次反復(fù)試驗。此外，降溫法不能應(yīng)用于有限元高溫模擬。
（2）初始預(yù)應(yīng)力場
初始預(yù)應(yīng)力場可以直接模擬先張法，獲得拉索預(yù)應(yīng)力后期應(yīng)力增量。初始預(yù)應(yīng)力場法直觀方便，但是所施加的預(yù)應(yīng)力不能隨結(jié)構(gòu)響應(yīng)發(fā)生改變，從而無法模擬真實的工況。
（3）生死單元法
生死單元只需一次計算即可以準(zhǔn)確地模擬所要施加的預(yù)應(yīng)力，但是有限元模擬過程復(fù)雜。相對于等效降溫法和初始應(yīng)變法，生死單元法一次計算就能準(zhǔn)確模擬施加預(yù)應(yīng)力，從而避免了等效降溫法和初始應(yīng)變法在試驗過程中因預(yù)應(yīng)力損失而帶來的麻煩。
（4）裝配荷載法
裝配荷載法[1]可用于模擬預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)靜力狀態(tài)下施加預(yù)應(yīng)力的過程，原理是將擰緊預(yù)應(yīng)力螺栓的過程用來模擬張拉并錨固預(yù)應(yīng)力拉索。一旦定義了合理的邊界條件，有限元軟件ABAQUS就可以模擬索力隨長度變化的過程。裝配荷載法適用于連續(xù)體單元和線單元，通常可以采用桿單元模擬預(yù)應(yīng)力拉索。
與生死單元法相比，裝配荷載法更加直觀方便，與降溫法和初始應(yīng)力場法相比，裝配荷載法更加貼近工程實際，傳統(tǒng)的降溫法和初始應(yīng)力法不能適用于高溫模擬預(yù)應(yīng)力隨外部荷載的變化而改變的過程，本人認為荷載裝置法更適合作為張弦梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的施加方式。
展開 預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索的模擬
關(guān)于這個問題，討論了不少了，俺也來發(fā)個言，僅供菜鳥參考，請大牛指正！
俺認為，這個問題首先要從預(yù)應(yīng)力錨桿這種工程措施開始：
1、破壞形式，有三種破壞形式，a,鋼筋的屈服破壞.b,錨固體（砂漿）破壞.c,錨固體和鋼筋以及圍巖的接觸面破壞。對于這三類破壞，軟件都使用理想彈塑性模型。對于A類破壞，使用屈服強度ytens和emod來描述，如果你知道錨桿不會屈服，可以設(shè)置一個較大的ytens來保證鋼筋不會屈服，當(dāng)然如果你使用一個很小的ytens，那么，就可能出現(xiàn)塑性流動。對于B類破壞，是指錨固砂漿被剪破，發(fā)生單位位移時每米錨桿能承擔(dān)的力，這里一定要記住是理想彈塑性模型啊！俺的理解，這種破壞應(yīng)該在錨固體內(nèi)。軟件中這個指標(biāo)叫g(shù)r_k，只會與錨固砂漿的剪切模量和錨固體的截面幾何形狀有關(guān)，gr_k=2*Pi*G/10*ln(1+2t/D)，式中G為砂漿的剪切模量，t為截面砂漿厚度，D為錨桿鋼筋的直徑。對于C類破壞，是發(fā)生在錨固體的兩個接觸面上的，但你只能定義一種。首先，你必須明確，既然是接觸類型的問題，就應(yīng)該有C和Phi，這和邊坡是類似的。這兩個參數(shù)的確定，是應(yīng)該按抗拔試驗來確定的，將試驗錨桿的最大抗拔力/錨固長度作為y軸，圍巖壓力*錨固體直徑為x軸，截距就是C，軟件中是gr_coh，傾角就是gr_fric。實際應(yīng)用中，軟件可以采用gr_coh等于D（鋼筋拔出）或者D+2t（錨固體拔出）乘于pi再乘于max（圍巖和錨固砂漿的單軸抗壓強度）/2來計算；如果不考慮圍壓的影響，gr_fric可以設(shè)置為0。
預(yù)應(yīng)力的施加，俺認為使用sel cable pretension較好，直接加在錨固段上，錨頭嘛，你應(yīng)該和梁連在一起．
展開 二、復(fù)合土釘墻
復(fù)核土釘墻主要有土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿（索）、土釘墻+隔水帷幕和土釘墻+微型樁三種常用形式。由于復(fù)核土釘墻是土釘墻基本形式與其它圍護結(jié)構(gòu)的組合，因此土釘墻基本形式的特點和適用條件同樣適用于復(fù)合土釘墻。
1） 土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿（索）
與土釘墻基本形式相比，土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨索形成的復(fù)合土釘墻對基坑穩(wěn)定性和變形控制更加有利。該圍護形式適用于對基坑變形要求相對較高的基坑。
圖 2.4-2 土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿（索）
2） 土釘墻+隔水帷幕
土釘墻+隔水帷幕的圍護形式在基坑周邊設(shè)置封閉的隔水帷幕，可防止坑內(nèi)降水對坑外環(huán)境產(chǎn)生影響。同時隔水帷幕對坑壁土體具有預(yù)加固作用，有利于坑壁的穩(wěn)定和控制基坑變形。該圍護形式適用于地下水位豐富，周邊環(huán)境對降水敏感的工程，以及土質(zhì)較差，基坑開挖較淺的工程。
圖 2.4-3
3） 土釘墻+微型樁 采用微型樁超前支護可減小基坑變形。該圍護形式適用于填土、軟塑狀粘性土等較軟弱土層，需要豎向構(gòu)件增強整體性、復(fù)合體強度及開挖面臨時自立性能的工程；
圖 2.4-4 土釘墻+微型樁
展開 2、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁
跨中下?lián)线^大，往往伴隨著跨中梁底橫向開裂，墩頂處橋面開裂或腹板斜裂縫，主要原因是抗彎剛度不夠，如梁高偏矮，腹板偏薄，縱向預(yù)應(yīng)力不足或損失過大等原因造成。
其他病害與鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁的相同。上述各種病害可選的加固方法有：
（1）對于懸臂梁牛腿端下?lián)线^大，最有效的方法是補加預(yù)應(yīng)力，利用變高度梁的特點，在鋪裝層中布置通長無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力索，錨固在牛腿上，鋪裝層與箱梁頂板間應(yīng)通過植入大量錨筋傳遞橋面預(yù)應(yīng)力，如下圖1，單箱多室截面并有足夠箱高時，可在中腹板頂部兩側(cè)布置通長體外束，錨固在腹板上，如下圖2，但均要注意對錨固孔的影響。
（2）對于牛腿處裂縫，常在兩側(cè)粘貼塊形鋼板或鋼板條，如圖3。如果箱內(nèi)牛腿處能進人操作，可考慮從外面鉆斜孔后穿預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固，如圖4；
（3）對連續(xù)梁跨中和懸臂梁錨固孔跨中下?lián)线^大，最有效的方法是體外預(yù)應(yīng)力加固，利用變高度梁的特點，在箱內(nèi)腹板兩側(cè)布置直線形或折線形體外預(yù)應(yīng)力束加固，如圖1和圖2，對等高度連續(xù)梁宜采用折線形布束加固，如圖3。
（4）對預(yù)應(yīng)力錨固齒板附近的裂縫一般采用灌縫后粘貼薄鋼板或碳纖維等復(fù)合材料加固；
（5） 墩頂處橋面橫向裂縫，可采用鑿除鋪裝層混凝土，在頂板面增設(shè)縱向普通受拉鋼筋或無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力鋼束錨固在現(xiàn)澆層中，類似于圖1。或在箱內(nèi)腹板兩側(cè)的截面重心軸以上設(shè)體外預(yù)應(yīng)力索加固，類似于圖2。
（6）對連續(xù)梁跨中梁底橫向裂縫，或分段接頭橫向裂縫，常采用縱向粘貼鋼板或碳纖維等復(fù)合材料加固；或采用體外預(yù)應(yīng)力索加固。對于分段拼裝接頭裂縫，若屬于非受力引起，只需灌膠封閉即可；
（7） 對箱梁頂、底板縱向裂縫，常采用橫向粘貼鋼板或其它纖維復(fù)合材料或增設(shè)橫向聯(lián)系等方法加固。
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我總結(jié)了有限元中索體預(yù)應(yīng)力的一些施加方式，根據(jù)文獻[1]的裝配荷載法建立了單索張拉模型（非文獻工程案例），旨在分享學(xué)習(xí)，不足之處敬請諒解，希望大家能多提寶貴意見。
（1）降溫法
等效降溫法根據(jù)施工步驟對鋼索進行降溫，模擬預(yù)應(yīng)力拉索張拉過程隨溫度荷載的變化。
其次，在進行水閘閘室的施工建設(shè)中，主要分為對于水閘閘室采取的預(yù)應(yīng)力錨索施工以及對于水閘閘室的基坑支護施工。
4.2施工工藝流程
施工工藝流程見預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程圖
5.施工要求
在進行預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中必須切實注意以下幾點：
（1）鉆孔必須嚴(yán)格控制成孔誤差，傾角及水平角誤差控制在1度以下，孔斜率偏差小于1/50，盡量不擾動鉆孔周圍巖層，鉆孔結(jié)束后，應(yīng)從孔底向外，繼續(xù)吹孔至少10分鐘。
這種橋主索懸?guī)侵魇芰?gòu)件，整橋的豎向荷載由預(yù)應(yīng)力索承擔(dān)，也充分發(fā)揮了鋼材的抗拉能力;橋面梁板結(jié)構(gòu)既用于通車，又作為受壓構(gòu)件平衡拱的水平力，也充分發(fā)揮了混凝土的抗壓能力；中間的主柱排架作為次結(jié)構(gòu)，以減少跨度——整個結(jié)構(gòu)自身錨固平衡，所有材料無一點浪費。
他的優(yōu)點是什么呢？這里把它和拱橋相對比。
（五）樁錨組合結(jié)構(gòu)治理高邊坡失穩(wěn)破壞
(a)預(yù)應(yīng)力錨索加固
(b)樁與錨索聯(lián)合加固
(c)兩排樁加固
(d)錨索和錨桿分層加固
(e)減載-抗滑樁加固
(f)錨桿、錨索加固
圖2：板肋式錨索擋墻結(jié)合巖石植筋
基坑臨近地鐵區(qū)域采用支護樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索支護結(jié)構(gòu)，局部區(qū)域結(jié)合巖石植筋進行支護，采用順作法實施，本區(qū)域分別設(shè)置1000×1000、1250×1000、1200×1200三種不同截面的支護樁，支護樁間距約為2.5~3.5m，上級邊坡支護樁底嵌入巖層深度不小于1.5m，下級邊坡支護樁底嵌入巖層深度不小于3.0m。
(3) Phase 3 安裝第一層錨索，施加預(yù)應(yīng)力。(4) Phase 4 第二步開挖。(5) 安裝第二層錨索，施加預(yù)應(yīng)力。(6) 最后一步開挖。
3 計算結(jié)果
下面所示的是最后階段的網(wǎng)格變形圖和主應(yīng)力分布圖。
7
預(yù)應(yīng)力錨索施工
在設(shè)計要求部位，鉆機成孔，安放Ф15.24-2 1860級鋼絞線，兩次注漿。
★ 確定預(yù)應(yīng)力錨索、放坡線、土釘是否可以出本項目用地紅線。
★ 考慮周邊建構(gòu)筑物（包括基礎(chǔ)形式）、道路以及臨時施工道路，以確定基坑坡頂?shù)某d。
★ 如臨近鐵路、高速、水利項目、林地控制線等，需按照相關(guān)要求溝通確認。
