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SBN7-5608-1983-4／TU‘286第十三届全圈桥梁学术会议论文集 u痒々≥ 1998．11．16～19上海 全桥结构仿真分析技术的必威体育精装版进展 郑凯锋唐继舜王秀伟 西南交通大学 【摘要l本文敷速全桥结构仿真分析的技术要点，总结应用该技术思想量新研究粥筋幌鼍土拱箱吊装过程仿真分 析、有变形缺陷锕植粱桥全桥结构仿真分析，锕桁架粱轿全柝结构仿真分析、大跨斜拉桥垒桥结构仿真分析和大 跨悄臂混疆土拱桥全桥结构仿真分析的具体做法和所取得的宴质性结果，借此说明应用该技术能够相对精确、 更加详尽地解央桥粱设计分析、施工计算和结构评估辱工程问店． 关键词桥梁工程结构仿真结构模型 一、引 言 Entire Simulationfor 全桥结构仿真分析技术(Structural Bridge，SSEB)的核心是 建立完整、统一的整座桥梁结构分析体系．在该体系下构造全桥所有承载构件的组合形式数 学模型，准确模拟承载构件的空间位置、尺寸、材料特性、连接形式和荷载作用等．运用限制 变形．还原内力原理确立结构仿真分析的初始形态，在此基础上进行大规模的全桥结构效应 分析计算，由此得到相对详尽、精确和可靠的分析结果．全桥结构仿真分析摈弃了多年来在 桥梁分析计算中采用的人为假设，如假设计算体系或计算平面的划分与组合、假设连接形式 为饺接或刚接、假设计算模型的边界条件和假设构件的平截面变形等，克服实施这些假设带 来的不足．与传统桥梁计算相比，全桥结构仿真分析具有如下五个突出特点： 1．完整、统一的整座桥梁分析体系相对精确地反映桥梁结构的实际承载形态； 2．详尽、复杂的组合单元形式结构数学模型相对精确地反映桥梁结构的材料特性： 3．仿真分析的初始形态相对精确地反映桥梁结构的初始内力和初始变形(包括初始缺 陷等)； 4．大规模的组合单元形式结构计算是确保分析获得全桥所有承载构件在完整、统一体 系中详细作用效应的基础： 5．较高性能计算机、软件集成化、结构智能建模和计算可视化技术是实现全桥结构仿 真分析的必要保证． 因此，全桥结构仿真分析比传统的桥梁分析计算有实质性的提高，可以更广泛地应用到 设计桥梁方案、桥梁结构计算分析、桥梁施工过程模拟、准确计算桥梁承载能力、甚至部分替 代小比尺桥梁模型试验等．本文着重总结分析应用这一技术解决桥梁工程不同实际问题所 取得必威体育精装版发展． 二、钢筋混凝±拱箱吊装过程结构仿真分析 373 5孔钢筋混凝土拱桥跨度为139m，拱圈由5片预制箱形无支架吊装形成。每片拱箱分 成5段吊装，边拱箱高为2．20m、宽为1．48m，一侧为双层腹板，一侧为单层腹板．钢筋混凝土 薄壁空心桥墩，较不利桥跨的墩高分别为64．88m和42．88m，承台厚度均为4．Om，空心墩采 用翻模现浇。墩顶双立柱为26．80m高的空心结构．柱顶盖粱高为1．10m、宽11．60m．吊装扣 索包括一对币47．5ram的上扣索和一对口34．5mm的下扣索，风缆包括每桥墩一侧设置一 对口20．Omm的上风缆索和一对∞20．Omm的下风缆，盖梁顶部设置7．OOm高的万能杆扣索 支架．箱形无支架吊装过程相对不利的前几个阶段是：第一，两桥墩分别悬臂吊装第一片拱箱 的两段；第二，第一片拱箱合拢；第三，两桥墩分别悬臂吊装第二片拱箱的两段：第四。第二片拱 箱合拢．在双拱箱合拢后，在5个拱箱截面(跨中截面、4道段缝截面)设置横联，每个截面分别 在顶板间和底板间设置45c号工字钢． 该桥梁的施工难度主要在于跨度较大、连拱较长(即吊装缆索跨度较大)、桥墩和立柱刚 度较低(墩高且空心薄壁结构)、桥位风速大、吊装重量较大、设计要求严格控制施工过程的结 构受力与变形指标等．为此，对桥梁拱箱吊装过程不利阶段进行结构仿真分析的目的是检验 吊装的合理性与安全性．对原有吊装方案提出必要优化和修改措施．拱箱吊装仿真分析突出 如下关键问题。 1．仿真分析模型包括与吊装过程相关的桥墩(包括其承台)、拱箱、墩顶立柱与盖梁、吊 装扣索