大跨径预应力连续刚构桥常用分析方法的评述

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重庆交通学院学报

第２６卷

分解成对称荷载与反对称荷载．对称荷载作用时，按梁的弯曲理论求解；反对称荷载作用时，按薄壁杆件扭转理论分析；然后将二者计算结果叠加而得．扭转分析又根据截面的刚度区分为截面不变形（刚性扭转）和截面变形（畸变）两种不同情况．通过这些荷载分解，就单项问题进行较深入的探讨．采用若干假定，是解析法的另一特点，如对位移模式的假定等。

箱形梁剪力滞的分析方法有“加劲板”理论、比拟杆法以及Ｅｌｅｉｓｓｎｅｎ根据能量原理的分析方法等．关于箱形梁的扭转分析，前苏联学者符拉索夫和乌曼斯基在这方面建立了完整的理论．对于箱形梁的畸变应力分析，有广义坐标法、等代粱法、弹性地基梁比拟法等．弹性地基梁比拟法具有物理概念清晰、受力分析明确、计算简便等特点，所以得到普遍推广应用．对于箱形梁的横向弯曲，分析方法有影响面法和框架分析法．影响面法计算较为繁琐，而框架分析法是一种颇为简便的方法．

综上所述，解析法虽然能得到一些规律性的结论，但是它存在一些假定前提，应用形式单一，有一定的局限性，而有限元法能适用各种复杂多变的结构形式和荷载条件，因此目前广泛应用的是有限元方法．

１．２数值方法【ｌ叭引

数值方法主要包括有限段、有限条、有限差分法和有限元方法，前三种方法都是半解析方法，与有限元法相比，它们具有简单、计算量小的优点，但是随着计算机的快速发展，己经很少采用．预应力砼箱梁的空间有限元分析方法有多种离散模型，常用的有空间梁单元法、梁格法、板壳元法、三维实体元法．

１．２．１空间梁单元法

空间梁单元是一种可用于承受拉、压、弯、扭的单轴受力单元．通用的有限元软件如ＳＡＰ系列、ＡＤＩＮＡ、ＡＮＳＹＳ的单元库中均包括空间梁单元．但是这些通用有限元软件直接用来进行桥梁结构分析，有很多不便．采用空间梁单元进行预应力砼箱梁分析，有以下不足：①不能反映箱梁纵向弯扭时的“剪力滞效应”；②不能反映“畸变效应”；③不能反映横向挠曲．１．２．２粱格法

梁格法是分析桥梁上部结构比较实用的空间分析方法。它具有概念清晰、易于理解和使用的特点．梁格法的思想是将上部结构用一个等效梁格来模拟．将桥梁上部结构模拟成由纵梁、横梁组成的梁格

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方数据体系以后，梁格体系的计算可利用空间杆系有限元的计算方法．梁格法能从一定程度上反映箱梁受力的空间效应，对于多箱多室的箱梁有较高的实用价值，但也存在一些的不足：①对于单箱单室宽箱梁，由于梁格法仍然是建立在空间梁单元的基础上的，对于这一类形的箱梁空间效应反映十分有限；②纵向梁格和横向梁格的截面特性需要自行计算，由此带来不便；③虚拟横向梁格的设置具有较大的随意性．

１．２．３板壳元法

采用板、壳有限元对预应力砼箱梁进行离散，当板壳单元相当密的时候，可以反映桥梁结构的各种受力行为，如弯曲变形，扭转变形和局部变形．对于精确分析箱梁的受力特征，板壳有限元能起到比较好的效果．应用板壳有限元分析预应力砼箱梁的难点在于：①到目前为止，仍然没有专门针对桥梁的软件出现，进行预应力模拟、预应力损失模拟、施工过程模拟十分不便；②由于板单元采用的是箱梁的顶板、腹板、底板的中性面位置，因此预应力索在顶板、底板中的上下位置和在腹板中的横向位置对分析结果不产生任何影响，这显然是不符合实际的．

１．２．４三维实体元法

对于研究箱梁空间效应来说，三维实体单元法相比前述方法，是更为精确的一种方法．目前预应力砼三维实体模型的研究，主要将预应力砼分析分为两类：即分离式和整体式．所谓分离式就是将砼和力筋的作用分别考虑（脱离体），以荷载的形式取代预应力钢筋的作用，典型的如等效荷载法；而整体式则是将二者的作用一起考虑，典型的如ＡＮＳＹＳ中用ＬＩＮＫ单元模拟力筋的方法．

过去由于计算方法受到计算机功能的限制，通常考虑梁横截面尺寸较纵向长度小得多，引入一些假定，用杆系结构简化桥梁实际结构进行分析。但当桥梁宽跨比较大、截面异形、简化为杆单元的假定的适用条件不再满足，横截面变形不可忽略时，梁单元就显得无能为力了，必需求助于三维实体单元．近２０年来，计算机和有限元技术的发展，使大型结构分析程序趋于成熟，三维实体单元法的优势得以彰

显．２

连续刚构桥施工全过程仿真分析。一Ｊ

大跨径连续刚构桥的施工均采用分阶段逐步完

成的悬臂施工方法，结构的最终形成，必须经历一个漫长而又复杂的施工过程以及结构体系转换过程，

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