复杂曲线桥多体增量施工力学的全阶段仿真与验证

《Scientific Reports》：Full-stage simulation and validation of multi-body incremental launching mechanics for complex curve bridges

　　

摘要

为了解决城市重建中复杂曲线桥多体增量施工过程中的力学分析难题，传统方法存在工作条件覆盖不全、几何模型失真以及核心构件模拟不足的问题。本研究建立了一个完善的全阶段计算系统：提出了施工过程的数学表达式和自动约束状态判断方法，开发了有限元策略（快速的一维线性建模和精确的三维空间映射），并设计了一个基于Python的自动化程序用于生成MIDAS MCT命令流。该系统通过广州-深圳高速公路重建项目得到了验证，能够覆盖771种工作条件，准确提取关键力学响应（支座反力、塑性铰剪力、位移和应力），并量化了线性曲率和扭转的影响。该方法在计算效率、工作条件覆盖范围以及几何精度方面弥补了传统方法的不足，建立了一个高效的自动化分析流程，涵盖了整个施工阶段。它推动了增量施工力学分析的数字化和智能化发展，为复杂环境下的安全精准桥梁施工提供了技术支持。