弥合从概念到现实的差距：奥雅纳如何使用 Oasys Structural 软件验证 1915 年恰纳卡莱大桥的设计

项目中使用的软件

项目概述


1915恰纳卡莱大桥是一座横跨土耳其达达尼尔海峡的大跨度悬索桥。该桥符合联合国可持续发展目标11，旨在使当地社区之间的互联互通更加快捷安全，同时减少燃料排放和渡轮需求。奥雅纳受承包商合资公司DLSY的委托，使用Oasys GSA、Oasys AdSec和相关的Grasshopper API为永久性和临时结构提供设计验证。

1915年恰纳卡莱桥的总体特征
Oasys 如何彰显其价值
奥雅纳负责对设计方 COWI 颁发的设计方案进行技术审查。审查结束后，工程师们进行了计算，以验证设计方案是否符合项目设计基准。为此，我们利用 Oasys AdSec、Oasys GSA 以及 Grasshopper 及其 Oasys 插件进行参数化建模，开发了详细的验证工具。

桥塔由混凝土沉箱支撑，沉箱位于海底 80 米 x 70 米的底板上。沉箱在干船坞中建造，然后通过浮船出水并沉入最终位置。沉箱为空心结构，由一系列板和墙构成。
塔基础沉箱浮出
奥雅纳公司在沉箱的钢筋设计中发现了几个错误。沉箱的局部模型是在GSA中使用二维壳单元生成的，从而可以模拟墙体和楼板的比例、识别荷载路径并评估平面内效应。一般作用力施加于沉箱顶部，这些作用力是从分包顾问开发的全局分析模型（GAM）中提取出来的。
基础沉箱的等距概览
这些模型使工程师能够评估沉箱各墙体和板的受力影响。GSA 中内置的后处理工具“钢筋混凝土板设计”用于根据二维单元的内部应力确定钢筋需求的截面面积。并将设计钢筋图纸与从模型中提取的钢筋需求进行了比较。
沉箱局部 GSA 模型概览（左）和 RC 板设计的结果输出（右）
钢筋混凝土板设计可以通过将构件显示为黑色来表示“混凝土破坏”，这意味着后处理器无法确定使构件能够抵抗荷载的钢筋截面面积。通常，钢筋混凝土板设计暴露的混凝土破坏是由于压缩或面内剪切力过大造成的。根据模型输出，工程师发现这些区域的压应力远低于混凝土强度。通过排除法，他们得出结论，问题出在面内剪切力上。

为了验证钢筋混凝土板设计的结果输出，他们利用 GSA 的应力输出，绘制了破坏构件的莫尔圆来识别其应力状态。下图显示了通过面内剪切检查的构件的莫尔圆表示。
无面内剪切破坏的单元的莫尔圆
类似地，发生面内剪切破坏的构件的莫尔圆表示如下图所示。无论在正交方向上施加多少加固，都无法阻止破坏。
面内剪切破坏单元的莫尔圆
工程师们确定了三种方案可以提高混凝土的面内抗剪强度：提高混凝土等级、增加墙体厚度或使钢筋与剪力方向一致。最终一致同意将钢筋与主应力方向一致，从而在墙体局部增加对角钢筋。

在修改 GSA 验证模型以实施对角钢筋之前，对需要增加对角钢筋的墙体区域进行了定位和测量。并进行了进一步分析，以确定这些特定方向上所需的钢筋数量。
恰纳卡莱大桥现场参观——理查德·霍恩比（左）、乔纳斯·温特哈尔特（右）

我们非常感谢奥雅纳公司桥梁工程师 Jonas Winterhalter 与我们分享这项工作。

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