连续刚构桥施工有限元计算和稳定性分析

论文摘要

本文以某三跨连续箱梁悬臂施工阶段的过程模拟，针对连续刚构桥悬臂浇筑施工中的结构分析方法、高墩稳定性两个方面的问题进行了深入研究。1、本文介绍了预应力混凝土连续刚构桥施工控制的内容、方法及特点，全面介绍目前桥梁结构的计算分析方法。2、运用ANSYS有限元软件对预应力混凝土连续刚构桥施工过程进行了数值模拟，并对计算结果进行对比分析，最终形成了一系列采用ANSYS有限元软件分析该桥型的方法，包括建模、运用单元生死功能模拟施工过程、模型求解和计算结果分析。本文所依据的分析理论和采用的计算方法能够较好地反映实际情况，对同类桥型的设计施工具有一定的参考价值。3、阐述了高墩大跨度梁桥的稳定性基本理论，采用ANSYS软件的屈曲分析(稳定性分析)，分别对施工过程中的四个过程：高墩竣工后，最大悬臂时，边跨合拢，全桥合拢，进行稳定性特征值求解，旨在分析大跨高墩连续刚桥的施工稳定特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 连续刚构桥的发展状况与特点
• 1.2.1 连续刚构桥的发展状况
• 1.2.2 连续刚构桥独特的优点及其适用前景
• 1.3 连续刚构桥的构造特点和施工过程
• 1.3.1 连续刚构桥的构造特点
• 1.3.2 连续刚构桥的施工过程
• 1.4 课题的提出
• 1.4.1 施工控制方法简介
• 1.4.2 连续刚构桥施工控制的特点
• 1.5 本文研究意义
• 1.6 本文研究内容
• 第二章 分段施工中的结构分析及施工控制计算
• 2.1 概述
• 2.2 分段施工过程模拟分析方法
• 2.2.1 计算阶段划分
• 2.2.2 正装计算法
• 2.2.3 倒装计算法
• 2.3 桥梁施工控制结构分析方法
• 2.3.1 有限元法
• 2.3.2 解析法
• 2.4 悬臂施工的挠度控制与预拱度设置
• 2.4.1 悬臂施工中的挠度计算
• 2.4.2 悬臂施工时预拱度的设置
• 2.5 本章小结
• 第三章 应用ANSYS对桥梁施工过程的模拟研究
• 3.1 概述
• 3.2 应用ANSYS对桥梁施工过程的模拟的实现过程
• 3.2.1 结构构件的形成
• 3.2.2 主梁预应力钢筋的模拟
• 3.2.3 施工过程中挂篮的模拟
• 3.3 ANSYS分析程序简介
• 3.4 ANSYS中混凝土有限元分析方法
• 3.4.1 单元类型
• 3.4.2 ANSYS中混凝土的本构关系─各向同性本构关系
• 3.5 ANSYS中进行土木工程分析的相关高级技术
• 3.5.1 参数化设计语言（APDL）简介
• 3.5.2 单元的生死功能
• 3.6 本章小结
• 第四章 悬浇施工过程仿真分析计算
• 4.1 概述
• 4.1.1 工程概况
• 4.1.2 大桥施工方案、施工方法
• 4.1.3 施工控制分析计算的一般原则
• 4.2 三维实体有限元模型建立
• 4.2.1 总体构思
• 4.2.2 建模原则
• 4.2.3 单元类型选择
• 4.2.4 材料特性参数
• 4.2.5 网格划分
• 4.3 加载
• 4.3.1 边界条件的处理
• 4.3.2 Ansys中预应力的模拟方式
• 4.4 仿真分析工况划分
• 4.5 模型求解
• 4.5.1 荷载步选项设置
• 4.5.2 收敛准则与求解过程
• 4.6 计算结果与分析
• 4.6.1 应力结果
• 4.6.2 变形结果
• 4.7 Ansys计算结果与理论计算结果对比
• 4.8 本章小结
• 第五章 施工过程的稳定性分析
• 5.1 稳定性问题及其求解方法
• 5.1.1 稳定性理论概述
• 5.1.2 稳定问题求解方法的评述
• 5.1.3 第一类稳定问题的线弹性有限元分析
• 5.1.4 实桥计算工况选取
• 5.2 高墩的自稳定性
• 5.2.1 荷载
• 5.2.2 稳定分析结果
• 5.3 最大悬臂状态时结构的稳定分析
• 5.3.1 荷载
• 5.3.2 稳定系数计算
• 5.4 最大悬臂的T构与边墩的T构合拢
• 5.4.1 荷载
• 5.4.2 稳定系数结果
• 5.5 全桥合拢后稳定性分析
• 5.5.1 荷载
• 5.5.2 稳定性计算结果
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献