大跨度拱橋拱肋吊裝仿真計算與抗震分析.pdf

1、近年來,隨著我國大跨徑拱橋的不斷發(fā)展,拱肋無支架纜索吊裝的施工方法得到了越來越多的應(yīng)用,而拱肋的合理成拱狀態(tài)的計算也越來越成為施工控制的關(guān)鍵。大跨度拱橋的拱肋吊裝是一個復(fù)雜的過程,為了保證最終的成橋線形和受力狀態(tài)滿足設(shè)計要求,需要采用施工控制仿真計算。而且大跨度拱橋作為生命線工程之一,它的破壞會造成震后救災(zāi)工作的巨大困難,使次生災(zāi)害加重,因此,對大跨度拱橋進行抗震分析是十分必要的。
　　本文以某大跨外傾拱橋為工程背景,進行了以下工

2、作:
　　(1)以大型分析軟件ANSYS為平臺,采用正裝分析法,模擬拱橋拱肋的吊裝過程,編制相應(yīng)的ANSYS命令流程序。
　　(2)將“單元生死技術(shù)”引入到拱橋施工過程的模擬分析中,一次性建好全橋吊裝結(jié)構(gòu)模型。在以后每階段的結(jié)構(gòu)分析中,通過生死開關(guān)來殺死或激活相應(yīng)的施工節(jié)段,以此來實現(xiàn)對整個施工過程的模擬計算。
　　(3)針對千斤頂斜拉扣掛體系調(diào)索次數(shù)與方法限制的難題,將最優(yōu)化計算理論引入到拱橋拱肋吊裝計算中,采用一階

3、分析法來確定拱橋的合理施工狀態(tài),求出各施工狀態(tài)的扣索索力和拱肋吊裝高度,模擬拱肋的拼裝過程。
　　(4)在基于優(yōu)化理論計算合理扣索力的基礎(chǔ)上,利用修改目標(biāo)函數(shù),研究扣索用料最少的扣索優(yōu)化設(shè)計。
　　(5)針對該大橋,建立合理的計算模型,分析結(jié)構(gòu)體系的動力特性,并采用反應(yīng)譜法和彈性時程分析法對該橋進行抗震分析。
　　得到以下一些主要結(jié)論:
　　(1)將“單元生死技術(shù)”引入到大跨度拱橋拱肋施工過程的模擬分析中,解決了

4、計算分析中繁瑣的反復(fù)建模問題,從而使得該橋的施工控制結(jié)構(gòu)分析過程程序化、簡單化。
　　(2)將最優(yōu)化的計算理論引入到大跨度拱橋拱肋節(jié)段吊裝及拱肋線形和內(nèi)力調(diào)整的扣索索力計算中,所計算出的索力能確保結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)始終處在安全范圍內(nèi),架設(shè)和調(diào)整后的拱肋線形符合設(shè)計期望,而且索力的計算精度較高,能直接作為施工控制依據(jù),避免了施工中繁瑣的調(diào)索工作。
　　(3)利用多步優(yōu)化計算方法,既有效的確定拱肋的合理拱軸線形,同時節(jié)省了扣索用料,