桥梁结构分析计算通常分为三个层次： 第一个层次是结构顺桥向总体分析计算,考虑的重点是结构总体的力学行为,包括桥梁结构施工过程中及成桥后主梁、主塔(斜拉桥或悬索桥)的应力、强度、位移的变化过程,以确定合理的设计状态。由于这个层次的分析计算和设计是交互进行的,反复次数多,时间长,故要求自由度较少,模型简单,计算速度快、效率高,因此这个层次的分析一般采用桥梁专用程序并建立杆系有限元模型计算。 第二个层次仍属结构总体设计范畴,但考虑的重点是桥梁主要构件横桥向的力学行为,如主梁横桥向、主塔横桥向在施工过程中及成桥后的应力、位移的变化过程,以确定合理的设计状态。这个层次的分析和上一个层次的分析情况类同,一般仍采用桥梁专用程序并建立杆系有限元模型计算。 第三个层次的分析计算是指复杂细节或局部构造的结构设计,如齿板,斜拉桥中的塔墩梁固结区、主墩承台、主塔斜拉索锚固区等部位的分析计算,这些部位的应力非常复杂,因此该层次的分析一般采用块体单元建立有限元模型计算。 近20年来,随着计算机软硬件技术的飞速发展,计算成本大大降低,第一二层次的分析也在向精细化方向发展,如对复杂桥梁在用桥梁杆系专用程序进行第一二层次的分析并确定合理的设计状态之后再采用全桥块体单元进行检算,而第三个层次的局部块体单元分析计算也一同更精确地完成了。目前,这一过程称为结构有限元仿真分析。 ANSYS作为一款功能强大的通用有限元程序,具有诸多优点,但是用于桥梁分析时,由于没有现成的模块可用,它不能够像其它桥梁专用程序那样模拟预应力效应及其损失,更加不能模拟考虑龄期的混凝土收缩徐变效应,不能方便的模拟桥梁施工过程。 本文在深入学习和总结前人的研究工作基础上,对基于ANSYS的施工过程仿真分析做了深入研究。 1.回顾了桥梁结构仿真分析的发展历程,混凝土收缩徐变理论的计算分析方法,并介绍了通用有限元程序ANSYS关于二次开发的特点与方法； 2.采用ANSYS中的APDL进行编程,采用降温法对混凝土收缩进行模拟,同时采用等效荷载法在ANSYS中实现了徐变的模拟,编制了桥梁施工过程仿真分析的命令流； 3.对东江南大桥做了正装分析,建立三维块体模型进行了施工过程仿真分析,验证了本文收缩徐变程序的正确性,提供了直观的结果,具有一定的现实意义。