大跨度复杂钢结构施工力学模拟的研究与应用

随着我国经济的发展,大跨度空间钢结构的形式也日趋复杂,施工过程对结构的影响不能忽略.结构施工过程中的力学问题属于施工力学的范畴,是耦合了时间与空间的四维分析.采用施工力学方法对三个大跨度复杂钢结构工程进行施工过程跟踪模拟分析,同时将有限元计算结果同实际监测结果进行对比.研究表明:进行施工过程模拟分析不仅可以优化施工方案,而且可以保证施工过程中结构的安全并使成型结构的内力和变形满足设计要求.在此基础上,给出一些关于大跨度复杂钢结构施工的建议和意见,为施工力学学科的研究和发展提供了参考.     

双向张弦桁架结构施工过程跟踪计算理论与应用

基于梁杆非线性有限元理论和预应力索张拉力学模型建立了双向张弦桁架结构施工过程跟踪计算理论和计算方法,在AutoCAD平台上开发了计算软件.此方法可以考虑结构体系转换、施工荷载、边界条件、预张力等因素的改变对施工过程的影响,实现对结构施工全过程的跟踪模拟分析.通用有限元计算结果的对比表明所提出的计算方法具有足够的精度,工程实测结果对比说明所提出的计算理论和计算方法能够较好的反映实际情况,比较真实地计算出结构在施工过程中的力学行为,可对确定和优化结构施工方案提供理论指导.     

肋环型索穹顶结构的几何法施工及工程应用

针对索穹顶结构张拉难于控制和安装技术要求高的问题,提出一种只需张拉端部斜索的肋环型索穹顶结构施工成形方法.根据肋环型索穹顶结构竖压杆、脊索和斜索之间的几何关系,计算安装过程的竖压杆临时标高,设计并采用几何法安装了中国第一座索穹顶结构,验证了该施工成形方案的可行性.结果表明,几何施工法只需张拉端部斜索,索穹顶结构会自动成形,不需要大规模调整拉索的预应力,降低了施工技术要求,使索穹顶结构有可能得到普遍推广.     

安庆长江公路大桥主桥施工控制仿真计算

安庆长江公路大桥主桥为钢箱梁斜拉桥,设计针对其结构特点,通过反复调整施工方案和结构分析参数,确定了理想的箱梁安装仿真计算过程.从理论上预测出结构在每个施工过程中的受力和变形状态,为施工控制提供了关键依据.     

张弦梁结构张拉力确定方法研究

张弦梁结构属于预应力钢结构的一种,在进行拉索预应力导入过程中必须保证施工过程的安全性和完工时的受力状态满足设计要求.因此,必须对张拉索进行张拉过程的索力优化分析和研究,保证对整个施工过程的安全控制.以双向张弦梁为例对比了3种优化方法对张弦梁结构的适用性.经计算分析,得出了张力补偿法为适用于张弦结构张拉力确定的最优方法.结合鹤壁市体育馆预应力空间桁架钢屋盖结构,采用张力补偿法进行了该结构施工阶段分析,得出了高强钢索的内力发展变化规律,验证了张力补偿法在实际大型预应力空间钢结构中的适用性.     

人民日报社综合楼钢结构安装施工模拟与变形控制

为了有效控制施工过程中的钢结构变形,提高安装精度以及确保受力安全,结合人民日报综合办公楼的钢结构安装,通过有限元软件对不同的安装工况中的结构变形以及应力发展情况进行模拟,在此基础之上确定了安装方案并提出了安装建议.在安装过程中通过结构安装的复核计算和监测,确保了安装过程中的结构安全、结构位移,并采用变形预调的方法,对结构安装变形进行了有效控制,提高了安装精度.结果表明:通过对施工过程采用变形预调,可提高安装精度,确保结构成形后的实际状态满足设计要求,使结构受力更合理.     

V形支撑0号块有限元仿真研究

以某V形支撑连续刚构桥为工程背景，对V形支撑0号块进行施工阶段分析和施工工况分析.计算分析得到如下结论：V形支撑0号块在施工过程中的应力满足规范要求，其施工过程中的受力特性可供设计和施工人员参考；V形支撑0号块对顺桥向水平位移和竖向位移较为敏感，在施工过程中应该注意结构的位移监测；施工工况分析的结果与更为真实的施工阶段分析的结果存在一定差距，在实际的工程计算中应尽可能采用施工阶段分析.     

索穹顶结构施工模拟分析

为了研究索穹顶的施工成形过程,寻找一种通用、可靠的计算方法来提高施工分析的效率与精确性,确保计算结果切实有效地指导实际工程施工,利用有限元软件ANSYS对一索穹顶结构按反分析的思想进行2种施工方案下的施工模拟计算,确定在施工过程中各控制结点的坐标值、各单元的内力值与结构的几何形状,并对2种施工方案进行了分析对比.结果表明,在结构的张拉成形过程中,单元的内力值与结构的几何形状的变化规律与施工方案有关,2种施工方案在一定条件下具有共性,各斜索对整个结构的影响由里及外依次增强.计算过程也表明,利用通用有限元软件ANSYS对索穹顶结构进行施工模拟具有通用性与高效性.     

三板溪大吨位预应力中墩三维有限元分析

采用三维有限元方法,对三板溪水电站溢洪道控制段大吨位预应力中墩进行了整体空间应力与变形分析,得到了典型工况下结构整体位移、变形和结构重要部位的应力分布规律.根据有限元计算成果,评价了大吨位混凝土结构的预应力效果,探讨了减少预应力水平次锚索排数和简化张拉施工过程的可行性,并结合设计与布置要求完成了优化方案的对比计算分析.全部有限元计算结果为三板溪工程溢洪道控制段预应力体系设计与优化提供了依据.     

拉索开口薄壁箱拱平面外稳定分析

针对开口薄壁箱轻型化转体拱桥施工中的结构稳定问题,使用能量方法研究了带拉索的悬链线开口薄壁箱拱在竖向非均布荷载的作用下的平面外稳定计算方法,提出了临界荷载的计算公式.对一座转体拱桥实际施工进行了二期混凝土加载过程中的面外稳定核算.结果表明,施工满足稳定安全要求.