下承式钢筋混凝土拱桥施工仿真分析

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1、下承式钢筋混凝土拱桥施工仿真分析：本文以一下承式钢筋混凝土拱桥实际工程为背景，重点阐述了无应力状态法在确定理想施工吊杆索力的应用，利用大型有限元分析软件MidasCivil建立该桥空间有限元模型并对其进行施工仿真分析，计算出不同施工阶段结构各构件位移、内力等效应，计算结果可作为同类桥型设计、施工、监控工作的参考。　　关键词：下承式钢筋混凝土拱桥；无应力状态法；施工仿真分析；有限元分析　　Abstract:thispapertakesaXiaChengShireinforcedconcretearchbridgeprojecta

2、sbackground,thispapermainlydiscussesonthestressstatemethodindeterminingtheidealconstructiontheboomofthecableforceapplication,theuseoflargefiniteelementanalysissoftentmodelandtheconstructionsimulationanalysis,calculatesthedifferentconstructionstagestructureponents,in

3、ternalforceanddisplacementeffect,theresultscanbeassimilarbridgedesign,theconstruction,themonitoringofthereferenceethod;Constructionsimulationanalysis;Finiteelementanalysis　　：TU74：A：　　　　　　　　引言　　下承式拱桥结构受力的显著特点就是采用了吊杆悬吊桥面系的悬吊结构，尤其是采用柔性吊杆时，施工过程中频繁张拉吊杆，而要想得到理想的设计成桥状态，就必须

4、在施工前确定既满足结构施工过程安全，又能在拱桥施工完成后，其成桥的内力和线形自动满足设计要求的中间施工状态，因而使得结构分析变得更加复杂，给此类桥型的设计与施工带来一定的困难。　　理想施工状态的求解方法简介　　2.1倒拆计算法[1]~[2]　　倒拆计算法以设计规定的成桥目标状态作为计算的起点，按桥梁建造的逆向顺序进行倒退分析计算，以确定桥梁施工安装各个结构的内力状态和结构位移状态。倒拆计算完成后，依据倒拆计算确定的各个阶段构件单元的安装高程和索张拉索力进行正装计算，只要倒拆计算是闭合的，则按照此过程正装形成的成桥状态一定自动符

5、合成桥目标状态。要实现倒拆正装计算的闭合，需满足如下条件。　　拆除的结构构件单元零应力。倒拆计算时，结构构件单元拆除前必须通过单元荷载卸除和拉索调索等手段保证结构构件单元在零应力状态下拆除。　　支座单元零反力拆除。倒拆计算时，支座单元拆除前必须保证支座单元在设计位置的反力为零。　　混凝土的收缩徐变不能进行倒退计算，倒拆混凝土收缩、徐变计算需采用“扣除”正装计算的混凝土收缩、徐变值的方法。第一轮倒拆计算时，先不计算混凝土的收缩和徐变，然后，以第一轮倒拆计算确定的施工过程进行正装计算，正装计算时考虑混凝土收缩、徐变。第二轮倒拆计算

6、时相应阶段的收缩、徐变以上一轮正装计算的收缩、徐变值进行计算“扣除”。　　2.2无应力状态法[3]　　一个桥梁结构，当不考虑与结构的形成时间和形成的应力历史有关的参数，如混凝土桥梁的收缩和徐变等影响时，则不论实际结构的形成过程如何，只要最终结构的成桥状态结构构件单元的无应力长度、外荷载和支撑边界的位置一定，则最终结构的内力状态和位移状态与结构的形成过程无关。　　考虑结构在荷载作用下变形后拉索两端节点的几何长度扣除拉索单元轴向力产生的伸长量后即是拉索的无应力索长。　　如图1所示拉索单元，结构在变形前i，j节点的坐标分别为（）和（

7、），结构在外加荷载作用下发生变位，节点i，j的变位分别为，结构变形后状态i，j点的位置为：i点（），j点（）。　　如暂不考虑拉索垂度，则拉索i，j节点在受荷后的几何长度为：　　设ij拉索截面面积为A，弹性模量为E，荷载作用下的索力为N,则索力N产生的弹性变形为：　　　　拉索的无应力长度为：　　　　　　　　图1拉索单元　　拉索无应力索长与考虑结构变形后拉索两端锚固点的实际几何位置和拉索的索力紧密相关，但在施工安装时，索力和无应力索长是两个既相关又完全独立的量。无应力状态法只对结构的实际形成过程做正装计算，对混凝土收缩和徐变迭代计

8、算时，只关注成桥内力与成桥目标状态相符，施工过程中混凝土收缩和徐变的影响则全部进入结构的变形之中，结构变形与成桥目标状态的差异通过主梁施工过程中的预设拱度来调整，从而保证结构成桥后的线形满足设计要求。　　计算实例　　3.1工程概述　　本文的计算模型基于某水库大坝溢洪道桥，结构