05使用建模助手做懸臂法(FCM)橋梁施工階段分析

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁使用建模助手做懸臂法(FCM)橋梁施工階段分析北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁目錄TOC\p""\h\z\t"1???,1,2???,2"概要1橋梁基本數(shù)據(jù)以及普通截面2懸臂法(FCM)的施工順序以及施工階段分析4使用材料以及容許應(yīng)力6荷載7設(shè)定建模環(huán)境9定義截面及材料10使用懸臂法建模助手建模12輸入模型數(shù)據(jù)12預(yù)應(yīng)力箱型截面數(shù)據(jù)的輸入16預(yù)應(yīng)力鋼束的布置18編輯和添加數(shù)據(jù)24查看施工階段24修改施工階段26時光依存性材料特性的定義和銜接31分解變截面群36運行結(jié)構(gòu)分析37查看分析結(jié)果39使用圖形查看應(yīng)力和內(nèi)力39使用表格查看應(yīng)力44查看預(yù)應(yīng)力的損失45查看鋼束坐標(biāo)46查看鋼束伸長量47查看預(yù)拱度48查看預(yù)拱度管理圖49查看荷載組合作用下的內(nèi)力50朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁概要預(yù)應(yīng)力箱型梁橋(PSCBOXBridge)的施工工法普通有頂推法(ILM)、懸臂法(FCM)、移動支架法(MSS)等。懸臂法是由橋墩向跨中方向架設(shè)懸臂構(gòu)件的主意，該工法不用水上作業(yè)，也不需要架設(shè)大量的臨設(shè)和腳手架，因此可以靈便使用橋下空間。另外，因為不直接與橋下河流或道路接觸，因此被廣泛使用于高橋墩、大跨度橋梁中。使用懸臂法(FCM)施工的預(yù)應(yīng)力箱型梁橋，因為各施工階段的結(jié)構(gòu)體系不同，所以惟獨對各施工階段做結(jié)構(gòu)分析才干總算決定截面大小。另外，為了準(zhǔn)確分析混凝土材料的時光依存特性和預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力損失，需要前階段累積的分析結(jié)果。用戶在本章節(jié)中將學(xué)習(xí)使用懸臂法橋梁建模助手建立懸臂法(FCM)各施工階段和施工階段分析的步驟，以及確認(rèn)各施工階段應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力損失和撓度的主意。例題中的橋梁為按懸臂法施工的現(xiàn)澆橋梁。圖1分析模型(竣工后)朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁橋梁基本數(shù)據(jù)以及普通截面橋梁基本數(shù)據(jù)如下：橋梁類型:三跨預(yù)應(yīng)力箱型延續(xù)梁橋(FCM)橋梁長度:L=85.0+130.0+85.0=300.0m橋梁寬度:B=12.7m(2車道)斜交角度:90?(正橋)橋梁盡頭橋梁始點橋梁盡頭橋梁始點圖2縱向剖面圖3標(biāo)準(zhǔn)截面

一端張拉兩端張拉一端張拉兩端張拉上部鋼束合龍段FSM區(qū)段合龍段零號塊FCM區(qū)段FCM區(qū)段合龍段FSM區(qū)段合龍段零號塊FCM區(qū)段FCM區(qū)段一端張拉一端張拉兩端張拉下部鋼束下部鋼束圖4鋼束布置簡圖

懸臂法(FCM)的施工順序以及施工階段分析懸臂法(FCM)的施工順序普通如下：同時舉行施工下部工程制作及拼裝掛籃分階段施工下部工程架設(shè)零號塊的臨設(shè)并設(shè)置暫時固結(jié)措施在零號塊上布置掛籃拼裝模板，布置鋼筋和鋼材(需七天)混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)、張拉鋼束(需五天)移動掛籃到下一個橋梁段施工完第一中間跨，移動掛籃施工邊跨(FSM工法)施工合龍段(KeySeg.)布置永遠(yuǎn)支座，張拉下部鋼束施工橋面收尾本懸臂法橋梁例題為三跨延續(xù)梁使用了4臺掛籃(F/T)，因此不必移動掛籃。懸臂法施工階段分析應(yīng)該準(zhǔn)確反應(yīng)上面的施工順序。施工階段分析中各施工階段的定義，在MIDAS/CIVIL里是通過激活和鈍化結(jié)構(gòu)群、邊界群以及荷載群來實現(xiàn)的。下面將MIDAS/CIVIL中懸臂法橋梁施工階段分析的步驟收拾如下。定義材料和截面建立結(jié)構(gòu)模型定義并構(gòu)建結(jié)構(gòu)群定義并構(gòu)建邊界群定義荷載群輸入荷載布置預(yù)應(yīng)力鋼束張拉預(yù)應(yīng)力鋼束定義時光依存性材料特性值并銜接運行結(jié)構(gòu)分析確認(rèn)分析結(jié)果懸臂法建模助手能協(xié)助用戶自動生成上述28項步驟。使用普通功能完成28項步驟地主意將在‘使用普通功能的懸臂法施工階段分析’里做詳細(xì)推薦。在本指南中將推薦利用懸臂法建模助手做懸臂法施工階段分析的主意。

使用材料以及容許應(yīng)力上部結(jié)構(gòu)混凝土材料強度標(biāo)準(zhǔn)值:初始抗壓強度:彈性模量:Ec=3,000Wc1.5√fck+70,000=3.07×105kgf/cm2容許應(yīng)力容許應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力初期預(yù)應(yīng)力損失之后壓縮張拉下部結(jié)構(gòu)混凝土材料強度標(biāo)準(zhǔn)值:彈性模量:預(yù)應(yīng)力鋼束(KSD7002SWPC7B-Φ15.2mm(0.6?鋼束)屈服強度:→抗拉強度:→截面面積:彈性模量:張拉力:錨固端滑移:摩擦系數(shù)::容許應(yīng)力最大控制應(yīng)力張拉初期()預(yù)應(yīng)力損失之后

荷載永遠(yuǎn)荷載結(jié)構(gòu)重力在程序中以自重輸入二期恒載預(yù)應(yīng)力荷載鋼束()截面面積:孔道直徑:張拉力:施加72%抗拉強度的張力張拉初期的損失(由程序計算)摩擦損失:頂板束:,底板束:,錨固端滑移量:混凝土彈性壓縮預(yù)應(yīng)力損失:損失量,預(yù)應(yīng)力持久損失(由程序計算)應(yīng)力松弛徐變和干縮引起的損失徐變和干縮條件水泥:普通水泥施加持續(xù)荷載時混凝土的材齡:日混凝土裸露在大氣中時的材齡:日相對濕度:大氣或養(yǎng)生溫度:適用標(biāo)準(zhǔn):道橋設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(CEB-FIP)徐變系數(shù):由程序計算混凝土干縮應(yīng)變:由程序計算掛籃(formtraveller)荷載假設(shè)掛籃自重如下圖5掛籃自重

設(shè)定建模環(huán)境為了做懸臂法橋梁的施工階段分析首先打開新項目(新項目)以‘FCMwizard’名字保存(保存)文件。然后將單位體系設(shè)置為‘tonf’和‘m’。該單位體系可以按照輸入的數(shù)據(jù)類型隨時隨意地更換。文件/新項目文件/保存(FCMwizard)單位體系也可以使用程序窗口下端的狀態(tài)條中的按鈕()挑選修改。工具/單位體系單位體系也可以使用程序窗口下端的狀態(tài)條中的按鈕()挑選修改。長度>m;力>tonf圖6設(shè)定單位體系

定義截面及材料定義上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)以及預(yù)應(yīng)力鋼束的材料特性。模型/特性值/材料同時定義多種材料時，使用按鈕會更方便一些。類型>混凝土;規(guī)范>同時定義多種材料時，使用按鈕會更方便一些。數(shù)據(jù)庫>C400類型>混凝土;規(guī)范>KS-Civil(RC)數(shù)據(jù)庫>C270名稱(鋼束);類型>用戶定義;規(guī)范>None分析數(shù)據(jù)彈性模量(2.0e7)線膨脹系數(shù)(1.0e-5)圖7定義材料特性對話框

將橋墩的截面特性定義為用戶類型。因為預(yù)應(yīng)力箱型截面的特性將在懸臂法建模助手中定義，所以不必在此另外定義。因為預(yù)應(yīng)力箱型截面的特性將在懸臂法建模助手中定義，所以不必在此另外定義。模型/特性值/截面數(shù)據(jù)庫/用戶表單截面號(1);名稱(橋墩)截面形狀>實心矩形;用戶>H(1.8),B(8.1) 圖8定義截面特性對話框

使用懸臂法建模助手建模本橋梁例題將支膜和綁扎鋼筋、布置鋼束管道的時光定為7天，澆筑混凝土以及養(yǎng)生的時光定為5天，因此將施工一個橋梁段的時光設(shè)定為12天。使用MIDAS/CIVIL的懸臂法建模助手功能建模。懸臂法建模助手本橋梁例題將支膜和綁扎鋼筋、布置鋼束管道的時光定為7天，澆筑混凝土以及養(yǎng)生的時光定為5天，因此將施工一個橋梁段的時光設(shè)定為12天。輸入模型數(shù)據(jù)在懸臂法建模助手的模型表單中，我們將定義橋梁的材料、基本數(shù)據(jù)、橋梁段的劃分(參見圖10)、零號塊的大小、橋墩類型和尺寸等，另外還將定義每個橋梁段的施工持續(xù)時光(12天)。模型/結(jié)構(gòu)建模助手/懸臂法建模助手模型表單材料(主梁)>1:C400;材料(橋墩)>2:C270橋墩數(shù)(2);橋墩截面>1:橋墩;施工階段持續(xù)時光(12)主意>現(xiàn)澆零號塊>P.T.(14);B(6)合龍段>K1(2);K2(2)橋墩>H(40);C(4.2)滿堂支架法(FSM)區(qū)段要考慮鋼束的錨固，合理地劃分單元。(參照圖10)。滿堂支架法(FSM)>FSM(左)(2,4@4.25);FSM(右)(2,4@4.25)滿堂支架法(FSM)區(qū)段要考慮鋼束的錨固，合理地劃分單元。(參照圖10)。Zone1(12@4.75);Zone2(12@4.75)挑選半徑開關(guān)并輸入半徑，即可建立曲線變截面懸臂法橋梁模型。挑選半徑開關(guān)并輸入半徑，即可建立曲線變截面懸臂法橋梁模型。挑選詳細(xì)開關(guān)并按，即可建立非對稱施工的橋梁或各跨長度不同的懸臂法橋梁模型。挑選詳細(xì)開關(guān)并按，即可建立非對稱施工的橋梁或各跨長度不同的懸臂法橋梁模型。圖9懸臂法橋梁建模助手的模型表單零號塊零號塊合龍段1合龍段1FSM區(qū)段橋梁段1FSM區(qū)段橋梁段1零號塊零號塊零號塊零號塊合龍段2合龍段2橋梁段2橋梁段2橋梁段2橋梁段2零號塊零號塊合龍段3合龍段3FSM區(qū)段橋梁段1FSM區(qū)段橋梁段1圖10橋梁段的劃分圖11施工工序計劃表

懸臂法的施工工期與橋墩數(shù)量和投入的作業(yè)車輛(掛籃等)有關(guān)。因為各橋墩的懸臂部分并不是同時施工的，所以施工合龍段時合龍段兩側(cè)懸臂橋梁段的混凝土材齡是不同的。因為兩側(cè)懸臂橋梁段混凝土材齡的差異，引起同一施工階段內(nèi)施工的懸臂橋梁段的徐變和干縮以及預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力損失量的差異。也就是說，施工合龍段時合龍段兩側(cè)的截面應(yīng)力和位移是不同的，施工階段分析時一定要考慮到這種情況。關(guān)于施工階段時光荷載功能的使用主意請參照關(guān)于施工階段時光荷載功能的使用主意請參照“使用普通功能做懸臂法施工階段分析”中的說明或參照“用戶在線手冊”中的“CIVIL的功能>荷載>施工階段時光荷載。在MIDAS/CIVIL中，通過施工階段時光荷載功能決定單元的材料時光依存特性，合龍段兩側(cè)橋梁段的材齡差異，由施工完兩橋墩的零號塊之后施工第一個橋梁段的時光差異來體現(xiàn)。在圖11的預(yù)定施工工序中以一行為15天來表示施工橋梁所需時光以及預(yù)定的工序。按照預(yù)定的工序，兩橋墩第一個橋梁段的開始施工時光差為60天。點擊，輸入兩橋墩零號塊的施工時光差。P.T.>P.T.2Day(60);圖12輸入橋墩零號塊的施工時光差

混凝土是具偶爾光依存特性的材料，混凝土的強度、徐變和干縮系數(shù)都隨時光而變化。混凝土的材齡越小，混凝土的時光依存特性值的變化越大。在施工階段分析中，因為混凝土普通都處于早期材齡狀態(tài)，為了準(zhǔn)確地反映混凝土的材料時光依存特性，需要準(zhǔn)確輸入混凝土初始材齡的信息。初始材齡是指在混凝土養(yǎng)生期間拆模之后，開始施加持續(xù)荷載時的混凝土材齡。程序?qū)⒗幂斎氲某跏疾凝g計算混凝土的彈性系數(shù)、徐變系數(shù)、干縮系數(shù)。主要構(gòu)件的初始材齡從施工工序計劃表中構(gòu)件的施工持續(xù)時光里扣除支模和綁扎鋼筋所需時光而得?？紤]濕混凝土自重的橋梁段和合龍段的初期材齡應(yīng)該比一個橋梁段的施工持續(xù)時光短。詳細(xì)的內(nèi)容參見“考慮濕混凝土自重的橋梁段和合龍段的初期材齡應(yīng)該比一個橋梁段的施工持續(xù)時光短。詳細(xì)的內(nèi)容參見“預(yù)應(yīng)力箱型截面”章節(jié)。合龍段(KeySeg.):10天零號塊:15天普通橋梁段:5天橋墩:100天點擊，輸入各主要構(gòu)件的初期材齡。FSM(60);Segment(5);KeySeg(10)Pier(100);PierTable(15)圖13輸入各主要構(gòu)件的初期材齡

預(yù)應(yīng)力箱型截面數(shù)據(jù)的輸入?yún)⒁娪脩粼诰€手冊中的參見用戶在線手冊中的“CIVIL的功能>模型>特性值>變截面群”。為了能承受懸臂法施工時的彎矩和剪力，F(xiàn)CM橋梁的截面普通設(shè)計成支座截面高于跨中截面的變截面梁。在懸臂法建模助手中，用戶只需輸入跨中截面和支座處截面，程序?qū)⒆詣由山孛娓叨劝炊畏匠套兓那€橋梁。參照圖14的截面圖形輸入截面尺寸。輸入完截面尺寸以后在查看選項中挑選實際截面，可以看見到實際輸入的截面形狀。關(guān)于添加步驟的詳細(xì)事項參見用戶在線手冊中的“CIVIL的功能>荷載>施工階段分析數(shù)據(jù)>定義施工階段”。掛籃的荷載應(yīng)該輸入包含模板的分量以及偏心距離，程序?qū)⒆詣愚D(zhuǎn)換成垂直荷載和彎矩。倘若挑選考慮混凝土濕重關(guān)于添加步驟的詳細(xì)事項參見用戶在線手冊中的“CIVIL的功能>荷載>施工階段分析數(shù)據(jù)>定義施工階段”。截面表單單箱單室(開)H1(0.25);H2(2.19);H3(0.26);H4(0.35)H5(0.325);H6(0.25);H2-1(5.9);H3-1(0.85)B1(2.8);B2(0.45);B3(3.1);B4(1.75);B5(1.75)B6(1.25)掛籃荷載(包含模板荷載)>考慮混凝土濕重(開)P(80);e(2.5)查看選項>實際截面圖14預(yù)應(yīng)力箱型截面挑選單箱雙室時，可以建立中間有腹板的雙格預(yù)應(yīng)力箱型截面。挑選單箱雙室時，可以建立中間有腹板的雙格預(yù)應(yīng)力箱型截面?？梢源_認(rèn)截面形狀可以確認(rèn)截面形狀在懸臂法建模助手中預(yù)應(yīng)力箱型梁的剛度中央的偏心自動設(shè)置為中央-頂。這是考慮了變截面的實際變化形狀。因此也將按中央-頂為基準(zhǔn)計算剛度并適用于分析。在懸臂法建模助手中預(yù)應(yīng)力箱型梁的剛度中央的偏心自動設(shè)置為中央-頂。這是考慮了變截面的實際變化形狀。因此也將按中央-頂為基準(zhǔn)計算剛度并適用于分析。圖15輸入截面尺寸

預(yù)應(yīng)力鋼束的布置即使不挑選預(yù)應(yīng)力鋼束和預(yù)應(yīng)力選項，也可以利用菜單中預(yù)應(yīng)力鋼束形狀功能輸入鋼束信息。在預(yù)應(yīng)力鋼束表單中將輸入鋼束在橫截面上的位置以及在各橋梁段錨固的鋼束數(shù)量。輸入了鋼束在各橫截面上的位置以及錨固數(shù)量后，程序?qū)⒆詣由深A(yù)應(yīng)力鋼束的形狀。即使不挑選預(yù)應(yīng)力鋼束和預(yù)應(yīng)力選項，也可以利用菜單中預(yù)應(yīng)力鋼束形狀功能輸入鋼束信息。預(yù)應(yīng)力鋼束在橫截面方向上的布置在建模助手中只能按等間距布置，因為預(yù)應(yīng)力鋼束在橫截面方向的間距對囫圇施工階段分析的結(jié)果影響不大，所以當(dāng)鋼束在橫截面方向上的布置不是等間距時，可以輸入各鋼束距離的平均值。鋼束表單預(yù)應(yīng)力鋼束和預(yù)應(yīng)力(開)截面類型>單箱單室H1(0.17);H2(0.32);H3(0.29);H4(0.14)N7和N8是FSM區(qū)段的下部預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量。W1(0.1);W2(0.1);W3(0.06);S(0.175)N7和N8是FSM區(qū)段的下部預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量。DX1(0.1);DY1(0.3);DX2(0.1)DY2(0.3);DX3(0.3);DY3(0.19)相等(開)N1(7);N2(3);N3(6);N4(3);N5(2)N6(7);N7(2);N8(5)

在鋼束數(shù)量對話框中挑選不等選項時，可以在各跨各橋墩中輸入不同的預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量。圖16邊跨預(yù)應(yīng)力鋼束的布置圖17中間跨預(yù)應(yīng)力鋼束的布置在鋼束數(shù)量對話框中挑選不等選項時，可以在各跨各橋墩中輸入不同的預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量。圖18預(yù)應(yīng)力鋼束在橫截面方向的布置

下面輸入預(yù)應(yīng)力鋼束的特性值和預(yù)應(yīng)力鋼束的張力。因為頂板束和底板束的預(yù)應(yīng)力損失量不同，所以應(yīng)分離定義頂板束和底板束。鋼束張力設(shè)定為極限強度的72%。因為底板束的錨固位置有可能不在橋梁段的端部而在隨意的位置，因此將底板束的錨固位置定義為與橋梁段的比例長度。計算預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力松弛損失時，普通使用Magura公式。松弛系數(shù)是包含在公式中的反應(yīng)鋼束品種松弛特性的常數(shù)。對普通鋼束常數(shù)為10，低松弛鋼束松弛系數(shù)為45。關(guān)于松弛系數(shù)的詳細(xì)內(nèi)容請參照土木結(jié)構(gòu)分析中的“計算預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力松弛損失時，普通使用Magura公式。松弛系數(shù)是包含在公式中的反應(yīng)鋼束品種松弛特性的常數(shù)。對普通鋼束常數(shù)為10，低松弛鋼束松弛系數(shù)為45。關(guān)于松弛系數(shù)的詳細(xì)內(nèi)容請參照土木結(jié)構(gòu)分析中的“預(yù)應(yīng)力損失”章節(jié)。預(yù)應(yīng)力鋼束的特性值>;鋼束名稱(頂板束);鋼束類型>內(nèi)部材料>3:鋼束鋼束截面面積(0.)或按鋼絞線公稱直徑>15.2mm(0.6＂)鋼絞線股數(shù)(19)孔道直徑(0.103);松弛系數(shù)(45)鋼束與孔道壁的摩擦系數(shù)(0.2)孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù)(0.001)極限強度(190000);屈服強度(160000)荷載類型>后張錨具變形及鋼筋回縮值>始點(0.006);盡頭(0.006)鋼束名稱(底板束);鋼束類型>內(nèi)部材料>3:鋼束鋼束截面面積(0.)或按鋼絞線公稱直徑>15.2mm(0.6＂)鋼絞線股數(shù)(19)孔道直徑(0.103);松弛系數(shù)(45)鋼束與孔道壁的摩擦系數(shù)(0.3)孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù)(0.0066)極限強度(190000);屈服強度(160000)荷載類型>后張將頂板束孔道注漿設(shè)定為每1施工階段時，張拉鋼束之后在施工階段將按注漿后的截面特性計算應(yīng)力。錨具變形及鋼筋回縮值>始點(0.006);盡頭(0.006)將頂板束孔道注漿設(shè)定為每1施工階段時，張拉鋼束之后在施工階段將按注漿后的截面特性計算應(yīng)力。頂板束>頂板束;底板束>底板束張拉應(yīng)力>頂板束(0.72)×(Su);底板束(0.72)×(Su)錨具位置(1)頂板束孔道注漿>每(1)個施工階段

圖19輸入鋼束特性值頂板束在橋梁段6~10內(nèi)各錨固2個鋼束頂板束在橋梁段6~10內(nèi)各錨固2個鋼束底板束底板束底板束(橋梁段2)底板束(橋梁段1)底板束(橋梁段2)底板束(橋梁段1)圖20預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖(縱向)按住[Ctrl]鍵，可以同時選取多個橋梁段。因為彎矩隨懸臂長度增強而增大，所以所需鋼束數(shù)量也將增多，從而也會產(chǎn)生一個橋梁段內(nèi)錨固兩個鋼束的情況。參照圖20輸入錨固在各橋梁段的鋼束的數(shù)量。按住[Ctrl]鍵，可以同時選取多個橋梁段。鋼束錨固數(shù)量相同(開)橋梁段>P.T,Seg6,Seg7,Seg8,Seg9,Seg10錨固數(shù)量(2);相同(開);橋梁段>Seg1,Seg2,Seg3,Seg4,Seg12錨固數(shù)量(0);相同(開);橋梁段>Seg1,Seg2,Seg3,Seg4,Seg12錨固數(shù)量(0);橋梁段>Seg5,Seg11錨固數(shù)量(2);圖21輸入各橋梁段錨固數(shù)量

輸入完所有數(shù)據(jù)之后按鍵結(jié)束懸臂法橋梁建模助手并確認(rèn)建立的模型。確認(rèn)建立的橋梁模型和預(yù)應(yīng)力鋼束的布置情況。可以利用窗口縮放功能和對齊縮放功能詳細(xì)確認(rèn)指定部位。點柵格(關(guān)),捕捉點柵格(關(guān)),捕捉軸網(wǎng)(關(guān)),在懸臂法橋梁建模助手中自動將各邊界條件定義成如下:橋梁兩端為可移動鉸支座，橋墩底部為固定支座，橋墩和預(yù)應(yīng)力箱型梁用具有強大剛度的彈性單元銜接。捕捉節(jié)點(開),捕捉單元(開)在懸臂法橋梁建模助手中自動將各邊界條件定義成如下:橋梁兩端為可移動鉸支座，橋墩底部為固定支座，橋墩和預(yù)應(yīng)力箱型梁用具有強大剛度的彈性單元銜接。顯示雜項表單鋼束形狀(開)邊界條件表單支撐(開);彈性銜接(開)對齊縮放,消隱(開)縮放窗口縮放窗口彈性銜接彈性銜接圖22由懸臂法橋梁建模助手生成的橋梁模型

編輯和添加數(shù)據(jù)查看施工階段在定義了施工階段之后，MIDAS/CIVIL將在兩個作業(yè)模式(基本階段和施工階段)內(nèi)工作。在施工階段模式中不能修改或刪除節(jié)點和單元。除了處于激活狀態(tài)的邊界條件和荷載條件以外，其它數(shù)據(jù)的修改和刪除只能在基本階段模式中舉行。在基本階段模式中，用戶可以輸入所有結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、荷載條件以及邊界條件，但不在此階段做結(jié)構(gòu)分析。施工階段模式是指能做結(jié)構(gòu)分析的模式。在施工階段模式中，除了各施工階段的邊界條件和荷載之外，用戶不能編輯修改結(jié)構(gòu)模型。在施工階段模式中不能修改或刪除節(jié)點和單元。除了處于激活狀態(tài)的邊界條件和荷載條件以外，其它數(shù)據(jù)的修改和刪除只能在基本階段模式中舉行。施工階段不是由個別的單元、邊界條件或荷載組成的，而是將單元群、邊界條件群以及荷載群經(jīng)過激活和鈍化處理后形成的。在施工階段模式中可以編輯包含于處于激活狀態(tài)的邊界群、荷載群內(nèi)的邊界條件和荷載條件?？梢栽谑┕るA段工具條和工作樹形表單中查看施工階段信息。用戶在施工階段工具條中挑選基本階段以外的施工階段后，可以在工作樹形表單中一目了然地查看當(dāng)前施工階段中被激活和鈍化了的結(jié)構(gòu)群、邊界群和荷載群。另外，用戶通過在施工階段工具條中變換施工階段，可以在模型空間中即時查看施工階段的變化情況。

在施工階段工具條中挑選各施工階段確認(rèn)各施工階段的荷載。顯示在光標(biāo)處于施工階段工具條中的狀態(tài)下，使用鍵盤內(nèi)的向上或向下移動鍵按順序確認(rèn)各施工階段。荷載表單在光標(biāo)處于施工階段工具條中的狀態(tài)下，使用鍵盤內(nèi)的向上或向下移動鍵按順序確認(rèn)各施工階段。荷載工況>節(jié)點荷載(開)樹形菜單>工作表單施工階段>CS4施工階段信息施工階段信息圖23施工階段4的結(jié)構(gòu)體系

修改施工階段因為惟獨在基本模式內(nèi)才干修改施工階段的信息，所以將施工階段轉(zhuǎn)換到基本模式狀態(tài)。因為惟獨在基本模式內(nèi)才干修改施工階段的信息，所以將施工階段轉(zhuǎn)換到基本模式狀態(tài)。在懸臂法橋梁建模助手中，我們曾將橋梁段的施工持續(xù)時光統(tǒng)一設(shè)定為12天。在圖11的預(yù)定工程表中預(yù)定合龍段的施工持續(xù)時光為30天。因此橋梁段12被激活后施工合龍段的決定時光為30－10(合龍段的初期材齡)=20天。在橋梁段12處于激活狀態(tài)的施工階段(CS13)的施工階段持續(xù)時光修改為30天，將合龍段混凝土濕重(KeyWetConc13)加載時光利用添加步驟功能設(shè)定為階段內(nèi)的一個步驟并設(shè)定加載時光為第20天。合龍段2的混凝土濕重應(yīng)加載于施工階段15，所以在施工階段13中將其刪除。消隱(關(guān))合龍段2的混凝土濕重應(yīng)加載于施工階段15，所以在施工階段13中將其刪除。施工階段>基本階段荷載/施工階段分析數(shù)據(jù)/定義施工階段名稱>CS13;施工階段>持續(xù)時光(30)添加步驟>步驟>1;;時光(20);荷載表單激活激活日期>20由懸臂法橋梁建模助手自動生成的單元群、邊界條件群、荷載群的名稱說明參見用戶在線協(xié)助手冊中“定義結(jié)構(gòu)(邊界、荷載)群”章節(jié)。由懸臂法橋梁建模助手自動生成的單元群、邊界條件群、荷載群的名稱說明參見用戶在線協(xié)助手冊中“定義結(jié)構(gòu)(邊界、荷載)群”章節(jié)。圖24修改施工階段13的信息

使用與施工階段13相同的主意修改施工階段15。按照施工工序計劃表合龍段2的施工持續(xù)時光為30天，所以將施工階段15的施工階段持續(xù)時光修改為30天。荷載/施工階段分析數(shù)據(jù)/定義施工階段名稱>CS15;施工階段>持續(xù)時光(30)添加步驟>時光(20)荷載表單群列表>KeyWC2激活激活日期>20圖25修改施工階段15的信息

當(dāng)所有的合龍段的銜接(鋼束銜接)總算完成之后，加載橋面鋪裝、欄桿、護(hù)墻等二次設(shè)計恒載。將二次設(shè)計恒載加載至10000天，在考慮了徐變和干縮的影響后生成預(yù)拱度控制圖。將二期恒載加載到施工階段CS16，并把CS16的施工持續(xù)時光設(shè)置為10000天。為了加載二期恒載，要先定義荷載條件并生成荷載群。荷載/靜力荷載工況名稱(2nd);類型>施工階段荷載C群CEnter鍵群/荷載群/新建Enter鍵圖26定義荷載條件以及生成荷載群

將二期恒載施加給預(yù)應(yīng)力箱型粱。二期恒載的大小為tonf/m，加載方向為–Z方向。顯示荷載表單荷載工況>節(jié)點荷載(關(guān))雜項表單鋼束形狀(關(guān))邊界表單普通支撐(關(guān));彈性銜接(關(guān))荷載/梁單元荷載窗口挑選(圖27的①部分)荷載工況名稱>2nd;荷載群名稱>2nd選項>添加;荷載群>均布荷載方向>全局坐標(biāo)Z;投影>否數(shù)值>相對值;x1(0),x2(1),W(-3.432)①①圖27施加二期恒載

在施工階段16里將荷載群2nd激活，并將施工階段16的施工持續(xù)時光設(shè)定為10000天。荷載/施工階段分析數(shù)據(jù)/定義施工階段名稱>CS16施工階段>持續(xù)時光(10000)結(jié)果輸出方式>施工階段(開);添加步驟(開)荷載表單2nd激活激活日期>開始圖28修改施工階段16的信息

時光依存性材料特性的定義和銜接因為徐變和干縮系數(shù)是構(gòu)件形狀指數(shù)(NotationalSizeofMember)的函數(shù)，所以需要定義了變截面尺寸之后再輸入混凝土的時光依存性材料特性。因為徐變和干縮系數(shù)是構(gòu)件形狀指數(shù)(NotationalSizeofMember)的函數(shù)，所以需要定義了變截面尺寸之后再輸入混凝土的時光依存性材料特性。建立了上部和下部混凝土結(jié)構(gòu)的模型之后，我們將定義各截面的混凝土材料時光依存特性(強度發(fā)展曲線、徐變系數(shù)、干縮系數(shù))。按照道橋設(shè)計規(guī)范和CEB-FIP的規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件的尺寸不同時混凝土的徐變系數(shù)和干縮系數(shù)將不同。因此為了在分析時能準(zhǔn)確考慮材料的時光依存特性，必須分離計算各構(gòu)件的材料時光特性，也就是說必須定義相當(dāng)于不同截面單元總數(shù)的材料并賦予材料不同的時光依存特性值。MIDAS/CIVIL按照各單元的材齡自動計算材料的時光特性。使用修改單元依存材料特性值功能可以生成符合CEB-FIP規(guī)定的材料時光依存特性以及與此相對應(yīng)的材料，并能自動賦予各相關(guān)單元以該材料特性值。使用修改單元依存材料特性值功能生成變截面單元的徐變系數(shù)和干縮系數(shù)的步驟如下。為了自動將材料和時光依存性材料特性值銜接起來，應(yīng)該使用數(shù)據(jù)庫/用戶類型或PSC類型定義截面特性值。定義CEB-FIP規(guī)定的徐變和干縮材料特性為了自動將材料和時光依存性材料特性值銜接起來，應(yīng)該使用數(shù)據(jù)庫/用戶類型或PSC類型定義截面特性值。將時光依存性材料特性與實際定義的材料銜接使用修改單元依存材料特性值功能，將與構(gòu)件尺寸有關(guān)的系數(shù)(構(gòu)件幾何形狀指數(shù))賦予各單元采取上述步驟的話，在施工階段分析中凡是由修改單元依存材料特性值功能修改的單元的構(gòu)件幾何形狀指數(shù)均按步驟3的結(jié)果計算(步驟1中定義的構(gòu)件幾何形狀指數(shù)將被替代)徐變和干縮。

參照下面數(shù)據(jù)輸入時光依存材料特性值。將28天強度換算成當(dāng)前使用的單位體系后再輸入。28天強度:fck=400kgf/cm2(預(yù)應(yīng)力箱型梁),270kgf/cm2(橋墩)將28天強度換算成當(dāng)前使用的單位體系后再輸入。相對濕度:RH=70%幾何形狀指數(shù):輸入隨意值混凝土種類:普通混凝土(N.R)拆模時光:3天模型/特性值/時光依存材料(徐變和干縮)名稱(C400);設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)>CEB-FIP混凝土28天抗壓強度(4000)相對濕度(4099)(70)構(gòu)件幾何形狀指數(shù)(1)混凝土種類>普通或速凝混凝土(N,R)拆模時光(開始發(fā)生干縮時的混凝土材齡)(3)名稱(C270);設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)>CEB-FIP混凝土28天抗壓強度(2700)相對濕度(4099)(70)構(gòu)件幾何形狀指數(shù)(1)混凝土種類>普通或速凝混凝土(N,R)拆模時光(開始發(fā)生干縮時的混凝土材齡)(3)圖29定義徐變和干縮材料特性

混凝土材料具有隨時光的發(fā)展逐漸硬化的特性，本例題使用CEB-FIP規(guī)定的混凝土強度發(fā)展曲線來體現(xiàn)混凝土材料強度隨時光變化的特性。輸入的數(shù)值參見定義徐變和干縮時輸入的數(shù)值。模型/特性值/時光依存材料(抗壓強度)名稱(C400);類型>設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)強度發(fā)展曲線>設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)>CEB-FIP混凝土28天抗壓強度(S28)(4000)N,R:0.25中0.25為a值?；炷令愋?a)(N,R:0.25)N,R:0.25中0.25為a值。模型/特性值/時光依存材料(抗壓強度)名稱(C270);類型>設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)強度發(fā)展曲線>設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)>CEB-FIP混凝土28天抗壓強度(S28)(2700)混凝土類型(a)(N,R:0.25)圖30定義隨時光變化的強度發(fā)展函數(shù)

將時光依存性材料特性銜接到對應(yīng)的材料上。模型/特性值/時光依存材料銜接時光依存性材料類型徐變/干縮>C400抗壓強度>C400挑選銜接材料材料>1:C400挑選的材料時光依存性材料類型徐變/干縮>C270抗壓強度>C270挑選銜接材料>材料>2:C270挑選的材料圖31銜接時光依存材料特性和材料

倘若使用修改單元依存材料特性值功能輸入構(gòu)件的幾何形狀指數(shù)(h，構(gòu)件的幾何形狀指數(shù))時，在定義時光依存性材料特性時輸入的幾何形狀指數(shù)將被修改單元依存材料特性值中定義的各單元的幾何形狀指數(shù)替代，程序?qū)⑹褂锰娲蟮膸缀涡螤钪笖?shù)計算徐變和干縮。挑選自動計算時，由程序自動計算各種截面的幾何形狀指數(shù)(h)，并使用于徐變和干縮計算中；挑選用戶輸入時，將使用輸入的幾何形狀指數(shù)計算徐變和干縮。挑選自動計算時，由程序自動計算各種截面的幾何形狀指數(shù)(h)，并使用于徐變和干縮計算中；挑選用戶輸入時，將使用輸入的幾何形狀指數(shù)計算徐變和干縮。模型/特性值/修改單元依存材料特性值全選選項>添加/替換單元依存材料構(gòu)件的幾何形狀指數(shù)>自動計算圖32輸入構(gòu)件的幾何形狀指數(shù)

分解變截面群在下部的列表框中挑選TSGroup14。使用懸臂法建模助手中的變截面群功能，可以自動生成變截面單元。在變截面群功能中，用戶只需輸入兩個端部截面，程序?qū)⒆詣佑嬎愠鰞?nèi)部變截面各部分的截面特性值。MIDAS/CIVIL在分析具有變截面群的結(jié)構(gòu)模型時，在分析之前要重新計算在下部的列表框中挑選TSGroup14。模型/特性值/變截面群名稱>TSGroup14輸入隨著變截面群的分解生成的新的變截面數(shù)據(jù)的起始號碼。新開始截面號(1)輸入隨著變截面群的分解生成的新的變截面數(shù)據(jù)的起始號碼。圖33分解變截面群

運行結(jié)構(gòu)分析建立了結(jié)構(gòu)模型和施工階段數(shù)據(jù)之后，分析之前用戶需決定在施工階段分析中是否考慮時光依存材料特性、是否考慮預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力損失量，并且要輸入徐變計算所需的收斂條件和計算迭代次數(shù)。分析/施工階段分析控制總算階段>最后階段分析選項>考慮時光依存材料特性(開)挑選對較大時光間隔自動劃分時光步驟時，當(dāng)施工階段的持續(xù)時光超過一定限度(參見圖34)時程序內(nèi)部將自動劃分時光步驟。時光依存材料特性挑選對較大時光間隔自動劃分時光步驟時，當(dāng)施工階段的持續(xù)時光超過一定限度(參見圖34)時程序內(nèi)部將自動劃分時光步驟。徐變和干縮(開);類型>徐變和干縮徐變計算收斂條件 迭代次數(shù)(5);容許應(yīng)力(0.01)對較大時光間隔自動劃分時光步驟(開)鋼束預(yù)應(yīng)力損失(徐變和干縮)(開)抗壓強度的變化(開)鋼束預(yù)應(yīng)力損失(彈性收縮)(開)圖34設(shè)置施工階段分析考慮事項

當(dāng)結(jié)構(gòu)建模和施工階段的構(gòu)成以及分析選項均結(jié)束后，開始運行結(jié)構(gòu)分析。分析/運行分析

查看分析結(jié)果參見用戶在線手冊的參見用戶在線手冊的“CIVIL的功能>結(jié)果>橋梁主梁應(yīng)力圖形”。確認(rèn)施工階段分析結(jié)果的主意有兩種，即確認(rèn)所有構(gòu)件在指定施工階段的應(yīng)力以及位移的主意和確認(rèn)指定單元在各施工階段的應(yīng)力以及位移的變化的主意。在MIDAS/CIVIL中，用戶可以使用上述兩種主意以圖形和表格的形式查看施工階段分析結(jié)果。參見用戶在線手冊的“CIVIL的功能>結(jié)果>施工階段/步驟時程圖形”。使用圖形查看應(yīng)力和內(nèi)力參見用戶在線手冊的“CIVIL的功能>結(jié)果>施工階段/步驟時程圖形”。下部翼緣在施工階段13受最大壓應(yīng)力，使用圖形查看施工階段13下部翼緣應(yīng)力。施工階段>CS13結(jié)果/橋梁應(yīng)力圖形挑選軸力、彎矩My,彎矩Mz時，可以確認(rèn)截面上下翼緣和左右端的應(yīng)力。荷載工況/荷載組合>荷載工況:組合(開);步驟>最后步驟挑選軸力、彎矩My,彎矩Mz時，可以確認(rèn)截面上下翼緣和左右端的應(yīng)力。圖形類型>應(yīng)力(開);X-軸類型>節(jié)點(開)內(nèi)力成分>軸力(開);彎矩Mz(關(guān));彎矩My(開)>-z橋梁單元群>橋梁主梁畫容許應(yīng)力線(開)>抗壓強度(1600);抗拉強度(320)在懸臂法橋梁建模助手中可以自動生成確認(rèn)應(yīng)力所需的結(jié)構(gòu)群。橋梁主梁是主梁所屬的結(jié)構(gòu)群。在懸臂法橋梁建模助手中可以自動生成確認(rèn)應(yīng)力所需的結(jié)構(gòu)群。橋梁主梁是主梁所屬的結(jié)構(gòu)群。打開畫容許應(yīng)力線，輸入抗壓、抗拉的容許應(yīng)力值時，在圖形中將用虛線顯示容許應(yīng)力位置。打開畫容許應(yīng)力線，輸入抗壓、抗拉的容許應(yīng)力值時，在圖形中將用虛線顯示容許應(yīng)力位置。圖35施工階段13時下翼緣的應(yīng)力圖形

倘若要詳細(xì)查看指定位置的應(yīng)力圖形，將鼠標(biāo)放在圖形的指定位置按住鼠標(biāo)拖動，則鼠標(biāo)滑過的范圍將被放大。在圖形中按鼠標(biāo)右鍵挑選所有放大則圖形將恢復(fù)到最初狀態(tài)。拖動鼠標(biāo)拖動鼠標(biāo)圖36放大應(yīng)力圖形

使用結(jié)果/施工階段/步驟時程圖形功能查看零號塊端部(單元19的i端)在各施工階段的應(yīng)力變化圖形。因為施工階段/步驟時程圖形惟獨在模型空間才干使用，所以需要轉(zhuǎn)換到模型空間。因為施工階段/步驟時程圖形惟獨在模型空間才干使用，所以需要轉(zhuǎn)換到模型空間。模型空間結(jié)果/施工階段/步驟時程圖形定義函數(shù)>梁單元內(nèi)力/應(yīng)力梁單元內(nèi)力/應(yīng)力>名稱(Top);單元號(19);應(yīng)力(開)節(jié)點>I-節(jié)點;內(nèi)力組成>彎應(yīng)力(+z)考慮軸力(開)梁單元內(nèi)力/應(yīng)力>名稱(Bot);單元號(19);應(yīng)力(開)節(jié)點>I-節(jié)點;內(nèi)力組成>彎應(yīng)力(-z)考慮軸力(開)輸出模式>多函數(shù);步驟選項>所有步驟挑選輸出函數(shù)>Top(開);Bot(開)荷載工況/荷載組合>組合圖形標(biāo)題(應(yīng)力時程)圖37各施工階段應(yīng)力變化圖形

在施工階段/步驟時程圖形上按鼠標(biāo)右鍵將彈出關(guān)聯(lián)菜單。使用關(guān)聯(lián)菜單中以文本形式保存圖形功能將各施工階段應(yīng)力的變化保存為文本形式。CC以文本形式保存圖形文件名稱(N)(StressHistory)圖38以文本形式保存各施工階段的應(yīng)力

使用結(jié)果/施工階段/步驟時程圖形功能查看零號塊端部(單元19的i端)各施工階段內(nèi)力變化圖形。模型空間結(jié)果/施工階段/步驟時程圖形定義函數(shù)>梁單元內(nèi)力/應(yīng)力梁單元內(nèi)力/應(yīng)力>名稱(Moment);單元號(19);內(nèi)力(開)節(jié)點>I-節(jié)點;內(nèi)力組成>彎矩-