2022·11·Building Construction 2758
基于Abaqus的大型钢结构桥梁现场焊接变形控制
陆文皓
上海市基础工程集团有限公司 上海 200002
摘要： 大型钢结构桥梁制造的焊接变形很难做到既整体又全面的控制与预测，通过使用Abaqus仿真模拟软件对大型钢
结构桥梁现场安装制造的焊接变形进行数值模拟，并作了详细预测，为现场精准控制提供了数据，加深了控制精度，
保证了全桥线形。
关键词： Abaqus；焊接变形控制；大型钢结构；控制精度
中图分类号：
TU17 文献标志码： A 文章编号： 1004-1001(2022)11-2758-04 DOI： 10.14144/j.cnki.jzsg.2022.11.060
On-site Welding Deformation Control of Large Steel Structure Bridge Based on Abaqus
LU Wenhao
Shanghai Foundation Engineering Group Co., Ltd., Shanghai 200002, China
Abstract:
It is d if fic ult to c ontr o l a nd p re d ic t th e o ve ra ll w eld in g d efo rm atio n in th e m anufa ctu re o f la rg e s te el s tr u ctu re
b rid ges. B y u sin g A baq us s im ula tio n s o ftw are , th e w eld in g d efo rm atio n o f la rg e s te el s tr u ctu re b rid ge o n-s it e in sta lla tio n
a nd m anufa ctu rin g w as s im ula te d a nd p re d ic te d in d eta il, p ro vid in g d ata fo r o n-s it e a ccura te c ontr o l, d eep enin g th e
c ontr o l a ccura cy, a nd e nsu rin g th e fu ll b
r id ge a lig nm ent.
Keywords:
A baq us; w eld in g d efo rm atio n c ontr o l; la rg e s te el s tr u ctu re ; c ontr o l a ccura cy
计 算应力场的方式，能够很好地反应残余应力场的状态。
房 元斌等
[3 ]通 过比较双椭球热源模型和分段热源模型在焊
接 变形和残余应力分布方面的差异，发现在精度与准确
可 控的条件下，分段热源模型的计算时间远远少于双椭
球 热源模型。王远传等
[4 ]通 过利用高斯热源模型和生死单
元 的方法，模拟比较了GM AW -P 和 CM T这 2种 焊接方法对
于 420 M Pa级 高强度钢在焊接过程、焊缝成形、微观组织
等 方面的不同，这2种 焊接方式得到的焊缝虽均能满足工
程 需求，但CM T方 式的热影响区宽度更小。王文飞
[5 ]通 过
p yth on二 次开发实现了符合实际情况的按照生死单元逐层
激 活的方式对焊缝单元逐层编号，减少计算时间，同时通
过 焊接模拟比较焊接顺序得到钢梁顶底
板与T肋 角焊缝双
向 同向同时焊接方案最优。杨阳等
[6 ]通 过ANSY S软 件对直
径 1 4 00 m m、 厚度26 m m的 拱肋环焊缝进行焊接温度场及
应 力场数值模拟研究焊后残余应力，发现轴向残余拉应力
峰 值出现在钢管两侧内表面，压应力峰值出现在焊缝底部
区 域。周建民等
[7 ]对 焊接模拟仿真中网格的划分做了一定
的 研究，通过分段和分道的网格划分形式加强收敛，减少
计 算时间。盛鲁平等
[8 ]对 港机箱梁单元体焊接顺序进行模
拟 和优化，通过模拟合理优化了焊道布置。
1 工程概况
平 申线航道（上海段）整治工程（叶新公路泖港大
桥 ）工程位于上海市松江区泖港镇，叶新公路与平申线航
道 （黄浦江上游泖港）交会处，工程西起叶新公路中兴
随
着数字分析的蓬勃发展，计算机建模仿真模拟越来
越 被人们所关注，通过模型数据的建立和仿真模拟特殊算
法 的实现，可以达到在实际施工前预先模拟对象的各种特
殊 性质和非线性荷载在对象施工时的各种行为变化。
焊 接作为一门涉及传热学、流体力学
、电学、电弧物
理 的复杂交叉型学科，想直观地了解焊接过程是非常困难
的 。构件在实施焊接的过程中，由于焊缝金属的热胀冷缩
过 程会受到构件其他位置未融化金属的约束，使得半熔化
的 区域受到压缩而导致熔池凝固后半熔化区的收缩大于焊
接 前的尺寸，从而造成构件在焊后存在焊接变形和应力集
中 问题。过大的焊接变形将影响结构尺寸偏差，导致装配
达 不到工艺要求，降低构件的承载能力，因此预测和控制
焊 接的变形就变得极为重要。依托数字分析的发展，让预
测 焊接变形成为可能，也更有利于焊接过程的控制。
陈 建波等
[1 ]通 过采用不同组合焊道，不同单元混合使
用 等效简化，减少计算，加强收敛，通过ANSY S成 功实
现 了大型复杂结构的分段多道焊的热弹塑性有限元分析，
预 测了结构的焊接变形和残余应力分布。朱敬锋等
[2 ]以 全
焊 接钢结构梁柱节点为模拟对象，基于顺序耦合法对残余
应 力场分布情况作模拟，得到先计算温度场再将数据导入
作者简介：陆文皓（1996— ），男，本科，助理工程师。
通 信地址：上海市杨浦区民星路231号 （200433） 。
电 子邮箱：617421729@ qq.c o m
收 稿日期：2022-0 7-1 4
数字建造 DIGITAL CONSTRUCTION
建筑施工·第44卷·第11期 2759
路，连续上跨中南路、平申线航道、泖新东支路后落地，
总 长约1 7 65 m 。
主 桥中跨布置双向六车
基于Abaqus的大型钢结构桥梁现场焊接变形控制（论文）.pdf
