臺灣博碩士論文加值系統

預力混凝土被廣泛的運用在橋梁建設上，而預力系統包含了錨碇頭、錨碇鈑、螺旋鋼筋、套管、夾片及鋼腱。為了讓鋼腱的力量均佈的傳遞到混凝土裡，錨碇鈑是整個傳遞力量的靈魂主軸，而荷載傳遞試驗(CEB/FIP規範)就是用來檢核預力系統的設計有無達到規範要求。本研究為了瞭解預力系統的力量傳遞及應力分佈，進行了荷載傳遞試驗及有限元素模擬分析，以Abaqus有限元素軟體建立預力系統的數值模型，透過與實際試驗結果的比較，逐一分析其影響之變因如錨碇鈑大小、凸環位置、混凝土尺寸等，找出可符合規範要求的預力系統尺寸與配置的改良方案。
經由本文的設計參數研究，可知在預力端錨的設計中，凸環的存在對於應力傳遞有其一定的成效，如果能調到適當位置對於降低混凝土之側向拉應力會有更好的效果。若再輔以適度的縮小錨碇鈑面積，則所需的混凝土斷面積也可以縮小。本研究目前的優化方案只經過有限元素的模擬分析，未來規劃將優化後之預力端錨設計製作成實體，進行荷載傳遞試驗以驗証其成效。

Prestressed concrete has been widely used in bridge construction. Prestressing system consists of anchor head, bearing plate, spiral reinforcement, duct, wedge, and tendons. Among them, bearing plate is the major part to transfer the prestressing force from the tendons to the concrete. The load transfer test is required to verify the design of prestressing systems by the CEB/FIP code. In this research, the load transfer test and finite element simulation have been carried out to examine the load transfer and stress distribution of the whole prestressing system. With the numerical models constructed using Abaqus software, the factors such as the size of bearing plate and the position of rings that influence the load transfer have been studied extensively. Some improvements have been made for the design of anchorage.
Parametric study of this research shows that to include rings in the design of end anchorage is capable of improving the load transfer and stress distribution. If rings are located at optimal positions, the maximum lateral tensile stress of concrete can be lowered effectively. A smaller cross section of concrete can then be used if the area of bearing plate is decreased appropriately. Up to now, the optimization of prestressing anchorage is only verified by finite element simulation in this study. The improved design of anchorage is planned to be manufactured and verified by the load transfer test in the near future.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 研究方法 3
1-4 研究內容簡介 3
第二章 預力系統 5
2-1 預力混凝土之基本概念 5
2-1-1 預力混凝土斷面特性 6
2-1-2 預力混凝土之優缺點 6
2-2 預力系統簡介 8
2-3 後拉法預力梁之端塊 9
2-4 錨碇應力分佈 9
2-5 錨碇區的定義 10
2-5-1 一般區域 10
2-5-2 局部區域 10
2-5-3 局部區域之設計規定 11
2-5-4 局部區域之承壓強度 11
第三章 荷載傳遞試驗 20
3-1 試件形狀及尺寸 20
3-2 試驗方法 21
3-3 試驗過程應觀察及量測之紀錄 21
3-4 合格標準 22
3-5 實地試驗過程 23
第四章 有限元素分析 34
4-1 Abaqus軟體簡介 34
4-1-1 前處理 35
4-1-2 模擬計算 36
4-1-3 後處理 36
4-2 有限元素模擬分析 37
4-2-1 幾何模型建立 37
4-2-2 材料參數設定 37
4-2-3 施加邊界條件與負載 37
4-2-4 網格及元素 38
第五章 T15-31B端錨應力分析與斷面優化 44
5-1 T15-31B型號端錨之應力分析 44
5-2 T15-31B型號端錨修改過程與探討 45
5-3 T15-31B型號端錨最後優化結果 49
第六章 T15-22A與T15-22B端錨應力分析與斷面優化 94
6-1 T15-22A型號端錨之應力分析 94
6-2 T15-22A型號端錨修改過程與探討 95
6-3 T15-22A型號端錨最後優化結果 97
6-4 T15-22B型號端錨之應力分析 97
6-5 T15-22B型號端錨最後優化結果 98
第七章 結論與建議 135
7-1 結論 135
7-2 建議 136
參考文獻 137
附錄(T15-31B型號端錨荷載傳遞試驗報告) 138

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