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(jié)構(gòu)以其自身優(yōu)點廣泛地應(yīng)用在實際工程中。一方面這類結(jié)構(gòu)施工過程復(fù)雜,受多種不確定因素的影響;另一方面,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計以完整結(jié)構(gòu)為研究對象,而施工是一個非完整結(jié)構(gòu)不斷完整的時變過程,加之由于種種因素,施工與設(shè)計難免有些脫節(jié),使得按正常使用標準設(shè)計的結(jié)構(gòu)內(nèi)力未必滿足施工時的內(nèi)力要求。凡此種種,都會給實際施工帶來了難度和風(fēng)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(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)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(nèi)。
　　 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(jié)構(gòu)施工過程的數(shù)值模擬及相關(guān)的非線性問題。大跨結(jié)構(gòu)施工過程中的大位移、支座沉降以及各種結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等因素使已安裝結(jié)構(gòu)和擬安裝結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)施工出現(xiàn)的缺陷(不能真實的反映擬安裝結(jié)構(gòu)安裝時的實際位置),論文采用分步建模法,較好地實現(xiàn)了對大跨鋼結(jié)構(gòu)橋梁分段施工過程中非

3、線性問題的描述。論文主要內(nèi)容包括:
　　 (1)介紹施工分析中關(guān)鍵問題和施工數(shù)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(jié)構(gòu)形狀和位置變化對擬安裝結(jié)構(gòu)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(chǔ)上進行的,也就是基于已裝結(jié)構(gòu)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(guān)鍵工況。同時結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)內(nèi)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(jié)果與一次性加載方案結(jié)果再次進行對比,分析施工過程對成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布狀況的影響;
　　 (4)通過上述對比分析,對該工程的施