Damage analysis of tensioning cable anchorage zone of a bridge superstructure, using CDP ABAQUS material model

Numerical analysis of the tensioning cables anchorage zone of a bridge superstructure is presented in this paper. It aims to identify why severe concrete cracking occurs during the tensioning process in the vicinity of anchor heads. In order to simulate the tensioning, among others, a so-called local numerical model of a section of the bridge superstructure was created in the Abaqus Finite Element Method (FEM) environment. The model contains all the important elements of the analyzed section of the concrete bridge superstructure, namely concrete, reinforcement and the anchoring system. FEM analyses are performed with the inclusion of both material and geometric nonlinearities. Concrete Damage Plasticity (CDP) constitutive relation from Abaqus is used to describe nonlinear concrete behaviour, which enables analysis of concrete damage and crack propagation. These numerical FEM results are then compared with actual crack patterns, which have been spotted and inventoried at the bridge construction site.

W trakcie prac budowlanych związanych z wykonaniem centrycznego sprężenia podłużnego przęseł mostu doszło do silnych zarysowań betonu bloków kotwiących. Pojawiły się znaczne rysy/pęknięcia poziome w strefie zakotwień na wysokości zbrojenia siatkami. W referacie podjęto próbę opisu mechanizmu zniszczenia strefy zakotwień kabli wewnętrznych sprężenia podłużnego jednego z przęseł mostu z wykorzystaniem środowiska metody elementów skończonych (MES) systemu ABAQUS. Wykonano symulację numeryczną niepożądanych zjawisk lokalnych zarysowania w blokach kotwiących kable, które wystąpiło w trakcie procesu sprężania konstrukcji. Miało to na celu ustalenie, od strony mechaniki, przyczyn ich powstania, w kontekście zaprojektowanego i wykonstruowanego układu zbrojenia.