港珠澳大橋組合連續(xù)箱梁橋施工及運(yùn)營(yíng)階段空間有限元分析.pdf

1、港珠澳大橋淺水區(qū)非通航孔分幅方案采用85m鋼-混組合連續(xù)梁，6～7孔一聯(lián)，設(shè)計(jì)使用壽命120年。采用大節(jié)段整孔吊裝、簡(jiǎn)支變連續(xù)、支點(diǎn)頂升及回落、負(fù)彎矩區(qū)橋面板張拉預(yù)應(yīng)力等施工工藝。組合連續(xù)橋從施工到成橋狀態(tài)經(jīng)歷了從簡(jiǎn)支到連續(xù)不同的體系轉(zhuǎn)換，施工次序的變化對(duì)連續(xù)梁橋的內(nèi)力也將產(chǎn)生不同的影響。目前，采用平面桿系有限元方法可以進(jìn)行組合連續(xù)梁橋的分析計(jì)算，通過結(jié)構(gòu)截面換算和平截面假定分別計(jì)算出組合梁中混凝土橋面板和鋼箱梁的內(nèi)力，但難以明確的了解

2、和掌握組合梁橋結(jié)構(gòu)的空間內(nèi)力分布特征。隨著有限元技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，開展組合連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)的空間內(nèi)力分析和變化規(guī)律分析是十分必要的。
　　 本文以港珠澳大橋?yàn)楣こ瘫尘?，以ANSYS為技術(shù)手段建立港珠澳大橋組合連續(xù)梁空間精細(xì)有限元模型，根據(jù)施工工序、工況劃分及荷載組合，分別對(duì)組合連續(xù)梁橋大節(jié)段整孔吊裝、簡(jiǎn)支變連續(xù)體系轉(zhuǎn)換、支點(diǎn)頂升與回落等施工過程與運(yùn)營(yíng)階段的荷載組合進(jìn)行了系統(tǒng)的仿真分析，計(jì)算結(jié)果表明，各工況下橋梁結(jié)構(gòu)受力明確，內(nèi)力

3、空間分布合理，結(jié)構(gòu)應(yīng)力和撓度處于容許范圍，橋梁設(shè)計(jì)合理，符合規(guī)范要求。本文研究為組合連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)全面掌握大跨徑組合連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力特性，進(jìn)一步提高組合梁橋的計(jì)算分析水平，具有重要的理論和實(shí)際意義。研究的主要內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)采用SHELL63單元模擬鋼箱梁，SOLID45單元模擬混凝土橋面板，LINK10單元模擬預(yù)應(yīng)力鋼束，BEAM188梁?jiǎn)卧M橫撐，建立6×85m組合連續(xù)箱梁橋空間精細(xì)有

4、限元模型，實(shí)現(xiàn)了精確仿真分析組合連續(xù)梁橋大節(jié)段整孔吊裝、簡(jiǎn)支變連續(xù)體系轉(zhuǎn)換、支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)頂升與回落的施工過程，獲得了各施工步驟和工況下橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布特征。
　　 (2)根據(jù)成橋狀態(tài)下6×85m組合連續(xù)梁空間精細(xì)有限元模型，對(duì)運(yùn)營(yíng)階段組合連續(xù)梁全橋空間精細(xì)模型在活載、溫度效應(yīng)、支座沉降等不同荷載組合工況作用下進(jìn)行仿真分析，獲得了運(yùn)營(yíng)階段下最不利荷載組合工況作用下橋梁結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力分布特征。
　　 (3)為研究組合連續(xù)梁恒