基于分步建模法的大跨鋼桁梁橋施工模擬分析研究.pdf

1、近年來大跨度鋼桁架結構以其自身優(yōu)點廣泛地應用在實際工程中。一方面這類結構施工過程復雜,受多種不確定因素的影響;另一方面,傳統(tǒng)的結構設計以完整結構為研究對象,而施工是一個非完整結構不斷完整的時變過程,加之由于種種因素,施工與設計難免有些脫節(jié),使得按正常使用標準設計的結構內力未必滿足施工時的內力要求。凡此種種,都會給實際施工帶來了難度和風險。因此有必要對其施工過程進行跟蹤模擬分析,及時了解結構的位移和內力在施工期間的變化規(guī)律,確保其在整個施

2、工過程中處于可控范圍內。
　　 本文以某大跨度鋼桁梁橋分段懸臂施工為背景,研究大跨結構施工過程的數值模擬及相關的非線性問題。大跨結構施工過程中的大位移、支座沉降以及各種結構體系轉換等因素使已安裝結構和擬安裝結構的實際位置和形態(tài)不斷變化,其施工過程有明顯的邊界非線性特征。針對傳統(tǒng)的“單元生死”方法模擬大跨結構施工出現的缺陷(不能真實的反映擬安裝結構安裝時的實際位置),論文采用分步建模法,較好地實現了對大跨鋼結構橋梁分段施工過程中非

3、線性問題的描述。論文主要內容包括:
　　 (1)介紹施工分析中關鍵問題和施工數值模擬方法,并著重介紹分步建模法:分步建模法借助了ANSYS的“單元生死”功能,不同的是它是邊建模邊求解計算;分步建模法考慮了每個工況中已安裝結構形狀和位置變化對擬安裝結構位置的影響,其后一工況模型的建立是在前一工況完成的基礎上進行的,也就是基于已裝結構變形后的狀態(tài)建立模型求解計算;
　　 (2)針對某大跨度鋼桁梁橋施工過程中的邊界非線性問題,

4、論文運用分步建模法,模擬了大跨度鋼桁梁橋施工全過程的各個關鍵工況。同時結合現場實測數據對比分析,證明了其方法的合理性,較好地解決了大跨度鋼結構分段施工過程中的非線性問題;
　　 (3)對比實際施工方案最終成橋狀態(tài)和一次性加載方案兩者的結構內力分布情況,提出施工優(yōu)化方案再次模擬計算,并將優(yōu)化前后的模擬結果與一次性加載方案結果再次進行對比,分析施工過程對成橋結構內力分布狀況的影響;
　　 (4)通過上述對比分析,對該工程的施