大悬臂连续钢箱梁桥整孔安装的精细化分析及施工参数计算

摘要

目的:以港珠澳大桥连续钢箱梁桥为工程背景,探究适用于模拟全桥全施工阶段且具有高精度的空间有限元方法,并分析整孔安装的关键施工参数,从而高效准确地控制大型复杂桥梁结构的整孔安装精度。创新点:1.采用基于网格分离的空间强化有限元法,能够在保证精度的同时简化复杂结构的网格剖分问题,且适用于任意边界、构造及荷载的空间分析。2.在三维实体单元的基础上引入退化板单元,并对不同物理单元的本构关系矩阵进行修正,使其适用于薄壁结构分析。3.精确计算施工控制参数,以有效地指导连续钢箱梁的整孔安装过程。方法:1.采用空间强化有限元法,并引入退化板单元,对连续钢箱梁桥进行全桥全施工阶段分析。2.基于结构响应,计算相邻节段间的端面转角、节段预偏距和温差效应等关键参数以控制整孔安装施工精度,并与传统有限元法及工程实测数据进行对比验证。结论:1.相较于传统有限元法,空间强化有限元法更高效,且其精度满足工程要求。2.根据各施工阶段的结构响应,可以精确地控制梁段高程,以及识别和校核最不利荷载位置。3.精确地控制相邻节段在无应力状态下的端部转角、梁段预偏距和箱梁顶底板温差等施工参数,能够使梁段平顺连接,使最终支座处于正位状态,并避免温差效应的影响,从而实现对整孔安装施工的高精度控制。