港珠澳大橋組合連續(xù)箱梁橋施工及運營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)，設計使用壽命120年。采用大節(jié)段整孔吊裝、簡支變連續(xù)、支點頂升及回落、負彎矩區(qū)橋面板張拉預應力等施工工藝。組合連續(xù)橋從施工到成橋狀態(tài)經(jīng)歷了從簡支到連續(xù)不同的體系轉(zhuǎn)換，施工次序的變化對連續(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行組合連續(xù)梁橋的分析計算，通過結(jié)構(gòu)截面換算和平截面假定分別計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。
　　 本文以港珠澳大橋為工程背景，以ANSYS為技術手段建立港珠澳大橋組合連續(xù)梁空間精細有限元模型，根據(jù)施工工序、工況劃分及荷載組合，分別對組合連續(xù)梁橋大節(jié)段整孔吊裝、簡支變連續(xù)體系轉(zhuǎn)換、支點頂升與回落等施工過程與運營階段的荷載組合進行了系統(tǒng)的仿真分析，計算結(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)應力和撓度處于容許范圍，橋梁設計合理，符合規(guī)范要求。本文研究為組合連續(xù)梁橋的設計和施工提供科學依據(jù)，對全面掌握大跨徑組合連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力特性，進一步提高組合梁橋的計算分析水平，具有重要的理論和實際意義。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單元模擬預應力鋼束，BEAM188梁單元模擬橫撐，建立6×85m組合連續(xù)箱梁橋空間精細有

4、限元模型，實現(xiàn)了精確仿真分析組合連續(xù)梁橋大節(jié)段整孔吊裝、簡支變連續(xù)體系轉(zhuǎn)換、支點負彎矩區(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)梁空間精細有限元模型，對運營階段組合連續(xù)梁全橋空間精細模型在活載、溫度效應、支座沉降等不同荷載組合工況作用下進行仿真分析，獲得了運營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