运用有限元软件 ANSYS建立了柱托换节点的非线性有限元模型，通过合理选用混凝土 、接触单 元及其参数，结合试验数据验证了有限元模型的精度及可靠性 ，进而研究了新混凝土弹性模量和界面倾斜角度对 柱托换节点受力性能的影响。研究结果表明：通过控制变量法和数值递推法 ，可以得到合理的法向接触剐度因子 取值 ；在恒荷载作用下，弹性模量比值在 1～2时新旧混凝土界面的剪应力增长显著，而比值越大，剪应力越大，所 以在新 旧混凝 土粘结时 ，新混凝 土必须 用与 旧混 凝土 同强度 等级或 更高强 度等 级 的混凝土 ，这 与规 范要 求相 吻 合 ；在恒荷载作用下，当界面倾角从5。到7。时，界面剪应力下降比较显著，而且界面粘结滑移距离下降趋于平缓 ， 界面倾角取5。时可以较好地提高柱托换节点的抗剪能力。 【关键词】 柱托换 ；有限元模型；接触刚度因子；滑移距离；界面倾角 【中图分类号】 TU746．4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)11—0051—04 0 引言柱的托换技 术 是工 程结 构加 固改 造 的基 本 技术 之一，被广泛应用于建筑物的抽柱大空间改造、建筑 物和桥梁 的整体 平 移 、顶 升 、纠偏 、地 下 空 间开 发 、地 铁隧道施 工等工程 领域。这些工 程 中，混 凝 土结构 的 改造最为普 遍 。推动 了混 凝 土柱 的托换 技 术 的快 速 发展 。近 20年 中 ，在托换 形式、托换 节点 破坏 形态 和 传 力 机理 、承载 力影 响 因素、新 1日混凝 土 界 面粘 结 强 度等方面 ，取得 了许 多科研成果 ，但 至今该 领域 的 理论研究仍远远落后于工程实践。 部分学者 对柱 托换 节点 性 能进行 了有 限元 模 拟 分析 。文献 [3]、[4]通过有 限元数值分 析模拟植筋 钢 筋，研究了不同植筋率以及植筋位置对新旧混凝土界 面抗剪承 载力 的提高 程度 。刘 群 星 分 别 对碳 纤 维 布节 点加 固 、粘 钢节 点加 固进行 了 有限元计 算分 析 ， 发现两种加 固方法 对 节点 极 限承 载力有 不 同程 度 的 改善。文献[6]应用有限元软件 ANSYS，建立 了无锚 杆和有锚杆加 固圆柱 两种模 型。结果表 明 ，无锚 杆 的 加 固方法不能完全保 证新 旧混 凝土 的共 同工作 性能 ， 而机械连接能 够有 效地 增 强新 加 固材料 和 旧材 料 的 共同工作性能。但 目前 涉及新 旧混凝土界面的接触 参数合理取值 ，材料 特性和截 面特征对受力 性 能影响 规律的数值模拟分析的文献较少。 本文应用有 限元软 件 ANSYS建 立 了柱 托换 节点 的非线 性有 限元 模 型 ，采 用 控 制 变量 法 和 数值 递 推 法 ，得到 了法 向接 触刚 度 因子这一 关键 参数 ，结 合 文 献试验 数 据 验 证 了有 限元 模 型 的精 度 及 可靠 性。 进而研究 了新 混 凝 土弹 性模 量和 界面倾 斜 角度 对柱 模拟非 固结墩对 梁体 的约束作用 。 参 考文献 [1] 邵 容 光 ，夏 淦．混 凝 土 弯 桥 梁 [M]．北 京 ：人 民 交 通 出版 社 ．1994． [2] 王新 定 ，丁汉山 ，吉林 ，等．混凝士连续弯梁桥侧 向移位 分析及 列 策研究 [j]．公路交通科技 ，2006，23(11)：64—67． [3] 周亮．曲线梁桥梁 体偏 位分析 与处 治方法 研究 [D]．重庆 ：重 庆交通大学 ，2011． [4] 刘超 ，袁向荣．某匝道独柱 曲线梁桥病害成因分析与对策 [J]． 长春工程学 院学报 ，2010，11(4)：24—26． [5] 刘卡{=国．曲线 梁桥 平 面位 移机 理 分 析 [J]．交 通 科 技 ，2007 (3)：20—22． [6] 豆文彬．曲线 连续 梁桥 横向偏位 病 害处 治方 法研 究 【D]．重 庆 ：重庆交通大学 ．2012． [7] 刘洪．连续梁独柱支墩曲线 桥上部结 构顶推复位 加固 [J]．公 路与汽车，2010，(6)：141—144． [8] 陈密 ，申桂柳 ．郑 凯．多联混凝 土连续 弯箱梁桥顶推 复位技术 的探讨 [J]．铁道建筑 ，2009，(3)：104—106． [9] 张杰 ，秦海强 ，柴海东．无锡钢桥 整体拖拉 实施 方案简介 [J]． 安装 ，2005，(12)：29—33． [1O] 袁新 华 ，陈绪 刚．摩擦 阻荷原 理在 桥梁 平移 工 程 中的应 用 [J]．结构工程师 ，2011，27(1)：149—153． [11] 梁志成．某立交连续箱梁匝道桥变位修 复的顶梁施工 EJ]．公 路 ，2o03，(7)：126—131． [12] GB50010—2010，混凝土结构设 计规范 [s]． [收稿 日期 】 2014—06—30 [作者 简介] 郭现收 (1988一)，男 U东聊城人 ，硕 士研 究生 ， 研究方 向：建筑物的加固与改造 。

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