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随着桥梁支座更换工程的日益增多,遇到方形墩柱的情况也愈来愈多。而方形抱箍如能作为顶升反力支撑体系具有较多的优点,将具有一定的应用前景,所以有必要对其受力性能、计算方法和构造设计等内容进行一些探讨研究。 本文首先提出了方形抱箍的基本构造,对其构造特点进行了介绍。在此基础上,针对摩擦型方形抱箍的工作机理进行了研究,特别是对墩柱表面和抱箍内侧面的摩擦机理进行了详细的探讨。然后研究了高强螺栓预张力在方形抱箍内的传递情况,分析了高强螺栓预张力与抱箍顶面竖向作用荷载的关系,得到了抱箍竖截面上预张力强度和抱箍内侧面摩阻力的计算式,为方形抱箍理论计算提供了一定的依据。 为了验证所推导出的理论计算公式是否适用,利用通用有限元程序ANSYS,对方形墩柱抱箍体系进行了数值模拟分析。有限元数值分析结果与理论计算公式所求得的结果非常接近,而且关于理论推导过程中的近似处理的合理性也在有限元分析结果中得到了验证,说明利用以上理论推导公式得到的方形抱箍计算结果是正确的,能满足工程计算要求。 结合具体的方形墩柱尺寸,利用有限元计算分析的方法,并通过应力和变形两个方面的控制,对方形抱箍的各部分构造设计进行了探讨。分析得出了方形抱箍各部分钢板的宽度、高度和厚度等的合理取值,并且确定出了施加预张力所用的高强连接螺栓的数量和排列方式。对于构造的具体研究能够更好地指导工程实践,以便能使方形抱箍得到推广使用。