为了提高预应力束单束张拉力,多种新型的特殊锚具被应用到实际工程中。这些锚具的锚固区混凝土的应力状态十分复杂。对采用大吨位特殊锚具的桥梁结构来说,锚固区的安全性和抗裂性是结构设计的关键部分,但现行规范还没有给出一种既精确又简易的验算方法。在特定的工程中需要对锚固构件进行详细的理论分析和试验研究。 本文以杭州湾跨海大桥北航道非通航孔桥为工程背景,对大跨度预应力混凝土箱梁锚固区混凝土的应力应变分布特征进行了分析研究。 首先对箱梁建立了精细的三维线弹性有限元模型,并通过施工阶段的现场实测对计算结果的精确性进行了验证。在此基础上,将箱梁模型结果与单锚模型的线弹性分析结果进行了对比,以应力的数值和分布范围的相似性证明了在设计锚固压力下,单锚模型与箱梁模型的线弹性力学响应是非常一致的。 其次,为了更精确模拟混凝土的非线性力学行为,本文采用了ABAQUS提供的混凝土损伤塑性模型对单锚进行了弹塑性分析。通过线弹性分析结果与弹塑性分析结果的比较,确定了单锚模型在锚固压力下的弹性范围。精确的弹塑性分析结果也能够揭示出锚固区混凝土从初始开裂至破坏全过程中应力分布的变化情况。 最后利用弹塑性分析方法对单锚模型进行了参数研究,为锚固区的设计提供一些有益的参考。