基于ANSYS二次开发的预应力混凝土曲线刚构桥施工仿真分析

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预应力曲线连续刚构桥具有弯扭耦合、多次超静定、刚度大、变形小、跨越能力大的特点,其施工受场地和费用等因素限制,通常采用悬臂浇注的施工方法,导致在施工过程中内力和位移不断变化,受力复杂。桥梁专业分析软件普遍使用二维或三维梁单元做分析,无法精确反应桥梁施工过程中关键部位的局部受力特点,至今还没有一个完善的通用程序可以解决曲线桥复杂的结构计算问题,因此曲线桥的施工仿真分析成为突出的研究问题。本文在学习和总结前人研究工作的基础上,结合琼江河大桥的施工监控经验,对基于ANSYS二次开发的施工仿真分析进行了较深入的研究。1.回顾了曲线刚构桥的发展以及施工仿真分析的研究现状;介绍了大型通用计算程序ANSYS二次开发的特点和方法。2.用APDL编写了曲线桥参数化建模程序、预应力筋损失计算程序、降温法模拟混凝土收缩计算程序,以及用Fortran77语言开发了混凝土徐变计算程序。并结合单元生死功能,用APDL语言编写了施工工况命令流,3.对琼江河大桥进行了正装计算,实现了对施工过程的三维仿真分析。将本文计算结果、桥博计算结果、实测结果进行比较分析可得出以下结论:(1)琼江河大桥曲率半径大,曲线桥的特性不明显;(2)无论是考虑还是不考虑混凝土收缩徐变,本文计算结果和桥博计算结果、实测结果基本吻合,本文程序是正确合理的,可以用于工程实践;(3)箱梁存在剪力滞后效应,远离薄壁墩,剪力滞后效应越明显。(4)本文计算和实测挠曲线形式相同,测点总应变变化趋势相同,在数值上存在误差,这是由多种因素造成的。(5)利用本文施工仿真计算程序,能为预应力混凝土刚构桥的设计和施工提供依据。
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