Midas斜拉桥建模和正装施工阶段分析

1、Midas斜拉桥建模和正装施工阶段分析概要1桥梁基本数据2荷载2设定建模环境3定义材料和截面特性值4成桥阶段分析6建立模型7建立加劲梁模型8建立主塔9建立拉索11建立主塔支座12输入边界条件13索初拉力计算14定义荷载工况18输入荷载19运行结构分析24建立荷载组合24计算未知荷载系数25查看成桥阶段分析结果29查看变形形状29正装施工阶段分析30正装施工阶段分析34正装施工阶段分析34正装分析模型36定义施工阶段38定义结构组41定义边界组48定义荷载组53定义施工阶段59施工阶段分析控制数据64运行结构分析65查看施工阶段分析结果66查看变形形状66查看弯矩67查看轴力68查看计算未闭合配

2、合力时使用的节点位移和内力值69成桥阶段分析和正装分析结果比较70概要斜拉桥是塔、拉索和加劲梁三种基本结构组成的缆索承重结构体系，桥形美观，且根据所选的索塔形式以及拉索的布置能够形成多种多样的结构形式，容易与周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。为了决定安装拉索时的控制张拉力，首先要决定在成桥阶段恒载作用下的初始平衡状态，然后再按施工顺序进行施工阶段分析。一般进行斜拉桥分析时首先通过倒拆分析计算初张拉力，然后进行正装施工阶段分析。在本例题将介绍建立斜拉桥模型的方法、计算拉索初拉力的方法、施工阶段分析方法、采用未闭合配合力功能只利用成桥阶段分析张力进行正装分析的方法。本例题中的桥梁模型

3、为三跨连续斜拉桥（如图1）,主跨110m边跨跨经为40mo桥梁基本数据为了说明斜拉桥分析步骤，本例题采用了较简单的分析模型，可能与实际桥梁设计内容有所差异。本例题桥梁的基本数据如下。桥梁形式三跨连续斜拉桥桥梁跨经40.0m+110.0m+40.0m=190.0m桥梁高度主塔下部：20m,主塔上部：40m使用 MIDAS/Civil 软件内含的优化法则 计算出索初拉力。40m110m40m荷载图2.立面图分类荷载类型荷载值自重自重程序内部自动计算索初拉力初拉力荷载满足成桥阶段初始平衡状态的索初拉力挂篮荷载节点荷载80 tonf支座强制位移强制位移10 cm设定建模环境为了做斜拉桥成桥阶段分析首先

4、打开新项目“cablestayed”为名保存文件，开始建立模型。单位体系设置为“m”和“tonf”。该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意更换。文件/D新项目文件/Q保存(cablestayed)工具/单位体系长度>m；力>tonf讦境迎1RS 辞工I荷e-MMwsB 水比型马'标电驾 卷版性身忖也整姑黑曲:十 善斗4AUlMR*ii* AsfffflJt/ILlU'.? 9. a n 一期 d-k: H 中电 j G0下二JXW查拉第3*. 6轴lit融将Jl皮窗口B&k匡生总甲X回回福心目。国。上哈口6I1A牛小心鲁a珀图3.设定建模环境及单位体系定义

5、材料和截面特性值输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的材料特性值。在材料和截面对话框中选择材料表单点击雨d |按钮。定义多种材料时，使用即此胺钮会更模型/材料和截面特性/ E,材料名称（加劲梁）设计类型 > 用户定义弹性模量（2.1e7）; 泊松比（0.3）容重（7.85）万便一些按上述方法参照表1输入主塔下部、主塔上部、拉索的材料特性值。曲科打饵面,（xkd.>bMf>rn表1.材料特性值号项目弹性模量(tonf/m2)泊松比容重(tonf/m3)1加劲梁2.1x1070.37.852主塔下部2.5x1060.172.53主塔上部72.1X100.37.854拉索1.57X

6、1070.37.85图4.定义材料特性值输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的截面特性值。在材料和截面特性对话框的截面表单选择函d|按钮模型/材料和截面特性/1截面数值表单截面号（1）;名称（加劲梁）截面形状实腹长方形截面截面特性值面积（0.8）按上述方法参照表2输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的截面特性值。表2.截面特性值号项目截面形状面积(m2)Ixx(m4)Iyy(m4)Izz(m4)1加劲梁实腹长方形0.815.01.015.02主塔下部实腹长方形50.01000.0500.0500.03主塔上部实腹长方形0.35.05.05.04拉索实腹圆形0.0050.00.00.0成桥阶段分

7、析建立好成桥阶段模型后计算自重和二期荷载引起的索初拉力。然后利用拉索初拉力进行成桥阶段初始平衡状态分析。首先建立斜拉桥的成桥阶段二维模型，利用包含索力优化功能的未知荷载系数功能计算拉索初拉力。斜拉桥成桥阶段模型参见图6。防IMS/CiKlV肥上£andSettiikfffihanjinaaniliiTEAFcaJbllestayedforvard*由口1帕阀|南文件的渊fl如式图。1Ufel荀款。牙折如注果如母讨如叠口皿工出阳用.|目|X图6.斜拉桥成桥阶段模型建立模型首先建立成桥阶段分析模型，待成桥阶段分析结束后另存为其它名称做施工阶段分析。建立斜拉桥成桥阶段模型的详细步骤如下。1

8、 .建立加劲梁模型2 .建立主塔模型3 .建立拉索模型4 .生成主塔上的支座5 .输入边界条件6 .拉索初拉力计算：利用未知荷载系数功能7 .输入荷载工况以及荷载8 .运行结构分析9 .计算位置荷载系数建立加劲梁模型首先用,建立节点功能建立节点后使用方扩展单元功能生成910+25+910m）梁单元模型。为正面，/捕捉节点（开，学捕捉点栅格（开）口自动对齐（开，一节点号（开）模型/节点/J建立节点坐标（-95,0,0）模型/单元/史.扩展单元全选扩展类型节点线单元单元属性单元类型梁单元材料1:加劲梁；截面1:加劲梁生成类型复制和移动复制和移动任意间距；方向*间距910,25,910|E墨i口口m

9、ix.artirKarlSn-l-fisnxVhnn-jin.HnTEVPCABl.fi树星胃口酶文件HJ卿190耀用由It3沿所电Itfrffi'S：'设计国近曲调阴XRdF=lI：1K的用I111*/T%主主珥h；二晁心M*QW£?4Q1加w*携街a*浦*1讨用缶*,才313工«!：¥s-nYX也扩展功能建立10m建立主塔在主塔下部利用产建立节点功能建立节点后，利用+5m勺主塔下部梁单元。模型/节点/J，建立节点坐标（-55,0,-20）复制复制次数（1）；距离（110,0,0）模型/单元/型扩展单元闻窗口选择（节点：图8的；节点22,23）生

10、成类型节点线单元单元属性单元类型梁单元材料2:主塔下部；截面2:主塔下部生成类型复制和移动复制和移动任意（i距；方向2间距10,5因9西限*片$脸磔号吕口亘X-号X工ITDASZ4Ii-ni?%口.詈-相油口口rur*arn»HnttinJEVliRni-innnXTEIPCABl.fi*J-L棚型畲口鱼文洋现1却力事理用世1例总篁由*QJ钟BfW林里阴设计近5后工RM1*=11：'卅曲田I口或-*：|m|i由番西at4、加器品M0吆也节戌单元由JF3：再同至民臣必因且*，上的妇妇或学小心善忠Ia蓑选择节点22,23?"LlIJl二-J.»|七一.选择节点

11、后利用或扩展功能建立加劲梁上部梁单元（10m+5m+310m模型/单元/45扩展单元窗口选择（节点：图9的；节点26,27）扩展类型节点线单元单元属性单元类型梁单元材料3:主塔上部；截面3:主塔上部生成类型复制和移动复制和移动任意（i距；方向2间距15,310浅 ITDASZdvi11c 墨 t口口mix.art ir Karl Sn-l-t isnxh.Hn -j i n.Hn Hjillli'X TEVPXCAB1.H *J = I.根理似口I后文件叫第加用福用,由性工）与所电I#*£：设计式QD诵01XHai片口工I拈勒加口,£ :! | i班。|W同听/8t

12、 III毒 V；:昆/O um MV*4 Qg |pA节戊 单元品：ii !； 严£由斜田与闰中写/的强* A二中域中 =占|f1*5e3LJ节联起期号 次-|鼻云神号画.生由明直在豆用锄5动 MW r KK邕押注的r UkSE在任加司匹 * 4 ，上 ISacpgA方向 r r r F IT ,r ea：3«同更声声 .iffi.丸 出 4 & 湖 to£7k£3局!M"If卡谓卜知，1jjIL1而口口口。后口口。3司1上1）图9.建立主塔上部建立拉索利用；,建立单元功能建立拉索单元。口显示单元单元坐标轴（开）模型/单元/y建立单元单

13、元类型桁架单元材料4:拉索；截面4:拉索；Beta角（0）节点连接（34,1）节点连接（34,3）节点连接（34,7）节点连接（34,9）节点连接（35,13）节点连接（35,15）节点连接（35,19）节点连接（35,21）ITDAS/CriviT6.fl.?-居£皿arnnHSnttin?JEh.nniinnnXTElPCABl.fiv-l相印畲口融文眸9 卿山" 建用即 CH 4：|加量工）知所如 理!|却 设计 近5HUB 5口 0：|裙聃却 Q |' - * ： l.m U i田 也 |W曰国 J/3# 晁/0|皿叵-llA事区厄工圆*1%由部巾产?纸暮|

14、j合盾%|节H单元|占具停、 ft£他口I屉2元3上节篦超期号班-|申元起场*Ri-|单付鲤料乜事客荡：-HE_1号茗帆Hi£»3周i?jwiat善者不r金才和:L3甘苴耳措'豆文月IIIh修雷津耳牙行也息/S-11廿口,口。建立主塔支座弹性连接单元是把两个节点按用户所需要的刚度连接而形成的有限计算单元。弹性连接单元由3个轴向刚度值和3个旋转刚度组成，6个自由度按弹性连接单元的单元坐标系输入。使用弹性连接(ElasticLink)建立主塔上的支座。支座的支承条件如下：SDx:500000tonf/m,SDy:100000000tonf/m,SDz:1000

15、tonf/m模型/边界条件/电窗口缩放选项>添加弹性连接（图21的）连接类型>一般类型弹性连接单元轴向刚度输入单位长度所施加的力，旋转刚度输入单位转角所施加的弯矩值。SDx(tonf/m)(1000)(500000);SDy(tonf/m)(100000000);SDz(tonf/m)剪切型弹性支承位置（开）到端点I的距离比：SDy（1）;SDzBeta角>(0)2点(26,5)2点(27,17)输入剪切型弹性支座在弹性连接单元的位置。物牙114aaidSettTEIFCmi<3耀室营口二|司冈调整弹性连接单元的布置方向。口百口cSQl-t配产"亘多心野阜鼎力

16、世1£K>«AAQQ三孤立国因由闱田尊国学%为强>>分加温字ha节电单£中界卡仲陵置而我津性百桂求富E查些芾曲dSiFia窗口I,一.4-»t=n/.sHtiTxi/S1J44口.口（j：Q口，口YX画上BEE&A午去电各一加奴输入边界条件分析模型的边界条件如下。?主塔下端：固定端（Dx,Dy,Dz,Rx,Ry,Rz）?桥台下端：较支座（Dy,Dz,Rx,Rz）输入主塔和桥台处边界条件。口自动对齐模型/边界条件/一般支承臼窗口选择（节点：图12的；节点22,23）边界组名称>默认值选项>添加；支承类型>D-AL

17、L,R-ALL臼窗口选择（节点：图12的；节点1,21）边界组名称>默认值选项>添加；支承类型>Dy,Dz,Rx,RzLCzrnniiin(x.kHniinnnHJilllfXTEIPCAB1.R+J-L利型畲口I，空峰£1制山牛强用过I由轴HfW>£：>,计1式®1评卬）ERB*=l>1：>卅曲脚土主风曲#先廿匣）（#矗口辱第解地“关闭。|，上妇©片曲华小心色liU】aaEr|；k.FKy值丽fi7索初拉力计算为了改善斜拉桥成桥阶段的加劲梁、主塔、拉索、支座的受力状态，给拉索施加初拉力荷载，使之与恒荷载平衡。斜

18、拉桥是多次超静定结构体系，所以计算拉索初拉力需要多次的反复计算。另外，对于每跟拉索的张力并不是只有一个解，对同一个斜拉桥不同的设计者可以选择不同的拉索初拉力。MIDAS心ivil的未知荷载系数功能使用了索力优化法则，可以计算出特定约束条件的最佳荷载系数，在计算斜拉桥拉索初拉力非常有效。使用未知荷载系数功能计算斜拉桥拉索初拉力的计算步骤如表3。表3.拉索初拉力计算步骤流程图初始平衡状态分析为了使斜拉桥结构在恒载作用下拉索垂度、加劲梁纵段变形、拉索锚固点坐标、拉索张力、主塔坐标达到设计期望值，通过初始平衡状态分析计算初始节点坐标、拉索变形前长度、拉索初始张拉力。斜拉桥设计时，最重要的是如何使加劲梁

19、和主塔的弯曲内力达到最小状态。通过初始平衡状态分析可以使恒载作用下成桥阶段变形形状接近于设计期望状态时，内力也会达到最小状态。对于斜拉桥分析，初始平衡状态分析非常重要，且初始平衡状态分析能够计算出变形前拉索长度、追踪拉索张力、加劲梁和主塔的预拱度、加劲梁的弯矩图等设计参数。斜拉桥的特殊结构体系决定了主塔和加劲梁上将产生很大的轴力，这些轴力和拉索的张力决定结构的变形形状。为了确定拉索的初始张力，桥轴方向的变形和拉索的张力要反映到结构分析计算中。但斜拉桥是多次超静定结构体系，计算拉索初拉力需要多次的反复计算，所以计算出满足初始状态分析的施工控制张力不是简单的事情。另外，对于每跟拉索的张力并不是只有

20、一个解，对同一个斜拉桥不同的设计者可以计算出不同的拉索初拉力。指定受力状态的索力优化(Traditional"ZeroDisplacement"Method)目前一般的斜拉桥都会使用多拉索结构，所以拉索的横向分力对加劲梁的弯曲内力的影响可忽略不计。可以假设加劲梁弯曲内力由斜拉索竖向分力和加劲梁恒载作用下产生。此方法为使拉索的锚固点的竖向位移接近“0”的方法，如果设计纵段线形比较完美时，加劲梁的弯矩分布与恒载作用下的刚性支承连续梁的状态比较接近。将梁、索交点处设以刚性支承进行分析，计算出各支点反力，利用索力的竖向分力与刚性支点反力相等的条件，计算其索力。只要加劲梁处斜拉索端部

21、张力的竖向分力被确定，就不难计算出其水平分力和另一端的水平、竖向分力了。利用计算得出的各分力，施加在没有拉索体系的结构上计算出加劲梁和主塔的弯矩分布情况。以此弯矩分布为目标，进行反复调索。反复调索步骤如下：约束主塔的水平方向位移，张拉跨中拉索使跨中的加劲梁达到“0”位移状态。解除主塔的水平方向位移，张拉边跨斜拉索使边跨加劲梁和主塔达到“0”位移状态。上述方法如图13所示。此方法假设结构变形为线性变形，使用影响矩阵来进行计算。最终纵段线形接近期望状态时，加劲梁弯矩分布就会与刚性支承连续梁的状态非常接近。(a)恒荷载作用下的变形(调索前)(b)固定主塔横向位移，恒荷载作用下的变形(调索前)(c)跨

22、中调索(d)解除主塔水平方向约束(e)边跨调索图13.初始平衡状态分析步骤利用MIDAS/Civil的未知荷载系数功能计算拉索初拉力给斜拉桥的拉索施加初拉力，使之加劲梁产生的弯矩趋于最小，用这种法法来设计出更大跨经桥梁。但是计算初始张力并不是简单的事情，过去设计人员一般都是采用经验值来计算初拉力。目前虽然计算斜拉桥拉索初拉力的方法很多，但是能够计算出满足设计条件的初拉力非常困难。利用MIDAS/Civil优化索力功能，可以计算出最小误差范围内的能够满足特定约束条件的最佳荷载系数，利用这些荷载系数计算拉索初拉力。优化索力时指定位移、反力、内力的“0”值以及最大最小值作为控制条件，把拉索初拉力作为

23、变量来计算。计算未知荷载系数适用于线性结构体系，为了计算出最佳的索力，必须要输入适当的控制条件。一般要满足如下控制条件：主塔不受或只受较小的弯矩作用；主塔弯矩均匀分布；最终索力不集中在几根拉索，而是均匀分布在每根拉索上。定义荷载工况为了计算恒载引起的拉索初拉力，定义自重、二期荷载、拉索单位初拉力等荷载工况。本例题斜拉桥为主塔两侧各有4根拉索的对称结构，需要的未知荷载系数为四个,定义四个荷载工况。荷载/静力荷载工况使用MCT命令窗口 输入荷载工况更方 便。名称（自重）；类型>恒荷载说明（自重）名称（二期荷载）；类型>恒荷载说明（二期荷载）名称（拉索1）；类型>用户定义的荷载说明

24、（拉索1-单位初拉力）.名称（拉索4）;类型用户自定义荷载说明（拉索4-单位初拉力）名称（支座强制位移）；类型>用户自定义荷载说明（边跨支座强制位移）输入名称（拉索1）至名称（拉索4）的荷载工况。图18.恒载和单位荷载的荷载工况输入何载输入自重、加劲梁二期荷载、拉索单位荷载、支座强制位移荷载。使用自重功能输入结构自重。二期荷载包括防撞墙、桥面铺装等荷载。为了计算拉索初拉力输入拉索的单位荷载。Q对齐荷载/自重荷载工况名称>自重荷载组名称>默认值自重系数>Z（-1）(rr nS/EFWl：皿ciHiL口erf ir nnd ntt inRxhnn j i n nnTRIPC

25、ABl.fi - 11Hl 星畲口 1匚亘又-NX1工 h &面*名第|啕由甘自禀魏Jflllia M IT Jfe J6院文静9MB>：|建田现ISH<：|由岫3排所也审R噌设计1事式如曾西以：|ERB看口叱）书曲师口3u|口"：|!”iBng|fflg|>|a»XtfO|mi<|M>»用画_d|l|寸I-.F*土S区由际由（©圆"内用）取甘力讨事福口EZ5典 L I I KA Bfrnt /京 11u 口 口>.厘4cb 口|±U了 I* - I -|毋in密IMei|»：明g

26、|mats.Wi.-isfiv输入作用于加劲梁的二期荷载。使用梁单元荷载功能输入防撞墙、桥面铺装荷载，荷载大小为3.0tonf/m荷载/梁单元荷载(单元)回窗口选择(节点：图20的；节点123)荷载工况名称>二期荷载；选项>添加荷载类型>均布荷载；方向,整体坐标系Z投影>否数值>相对值；x1(0),x2(1),W(-3)知¥乳丸之DCiADwwent日码也Settin«ffihanjinank£nfiTEITXCaSLE!I帽岸唯口1|=JURnE3|KWS3_Jan.界通前广普提rflr：【击BbQl却府为dUQ0：D1.Q.0储皿

27、u图20.输入作用于加劲梁的二期荷载输入拉索单元的单位初拉力。以桥梁跨中为对称轴赋予两侧相同的索初拉力，且对称拉索赋予相同的荷载工况。荷载/预应力荷载/初拉力荷载由交叉线选择（单元：图21的；单元33,40）荷载工况名称>拉索1；荷载组名称>默认值选项>添加；初拉力（1）荷载工况名称>拉索4;荷载组名称>默认值选项>添加；初拉力（1）图21.输入拉索的单位初拉力拉索2至拉索4的单位初拉力荷载参照表4输入。此时也可用MC命令窗口来输入。表4.荷载工况和单元号荷载工况单元号荷载工况单元号拉索133,40拉索335,38拉索234,39拉索436,37确认已输入的

28、拉索单位初拉力I星盲口 1时五丛如 曙熊中 式国 U1：叁111好听 罚累阴 横声如II吉9，声华 工帛 营口出 帮肺工!口谆。务*II击*»：；矗s0 H应素*三jn 里闻区由曲曲伽 国夕，为助 r ><2>州出苦口国X .面.X I. ： aw?I 2 ： £»X a ：刊l上婚I凰劲建i 主15 丁而3鼻 K3：塞英裕sa工作Hf ItS叵I制H .feWWHff Kf«4WW> mnuwwaffiilti lctT人由耳景府啻吏率4拿二汇1«IBOl)&并W2Lilin)-独厘访.±-L.峥力百

29、看口方am湿1l&货白1自自SE=-I.：|-0*.»5防贮况t二卿i融.用索元询裁中元上葡=P力荷St工观J1£>1.如"'础!土而*I，Q与a«T说*K3lf2:眈B-I20单力片睨H氏5症始i位*潮£土百餐2I舞事全&工氏61泥斜;院“加工如Mi2目阱上为贮比T克5成M必IH.J1ITT*w*A*3fr«/iBCia,11LlgCL.il.G:。,十一髭7/Z1：1付31*日I图22.已输入的拉索单位初拉力利用支座强制位移功能输入边跨支座的支座强制位移荷载支座强制位移荷载如下：竖向位移:0.01m支

30、座强制位移可以给任意节点输入强制位移。荷载/支座强制位移臼窗口选择(节点：图23的；节点1,21)荷载工况名称>支座强制位移；选项,添加位移Dz(0.01)rnnHSntf-!nJEhnnjinnnXTEVT'XCABl.fi*-如星检口I口史国廿所电I修计gi式QD商询a2XR<drn>i：>书聃/I,玄善叫圜Eh申福图世IaH<M：i由餐0节点元及艮基浑型I:而帕*侬限事引二J百r工国后打Insustf3.1I前is名第SXS3t.AV.行冷匐rw田酬Hi知mM*MIJI/，工1其中：；思5£UI匣K*i£00111T玛IwI.I克

31、庖区也品由睁I国8%的，心*/1世.晒.b11王1”>1奇慎廿所<1导，-tilI'-mGa1Al-fcnao丁l-mi&i-jaar""S任图23.支座沉降荷载运行结构分析运行结构自重、二期荷载、拉索单位初拉力、支座强制位移荷载的静力分析。分析/号运行分析建立荷载组合利用拉索的初拉力荷载工况(4个)和自重、二期荷载、支座强制位移荷载工况,建立荷载组合。结果/荷载组合荷载组合列表名称,LCB1荷载工况自重(ST)；分项系数(1.0)荷载工况二期荷载(ST)；分项系数(1.0)荷载工况>拉索1(ST)；分项系数(1.0)荷载工况>拉索2

32、(ST);分项系数(1.0)荷载工况>拉索3(ST);分项系数(1.0)荷载工况>拉索4(ST);分项系数(1.0)荷载工况支座强制位移(ST)；分项系数(1.0)图24.建立荷载组合计算未知荷载系数利用未知荷载系数功能计算荷载组合LCB1作用下满足特定约束条件的未知荷载系数。控制条件为约束主塔水平位移（Dx）和控制加劲梁弯矩（Dy）。在未知荷载系数对话框输入荷载工况、约束条件、构成目标函数的方法等。未知荷载系拗能的详细说明请参照用户手册第二册“Civil分析功能>利用优化设计方法求解未知荷载”和在线帮助的“结果>未知荷载系数”部分的说明。结果/未知荷载系数未知荷载系数

33、组>添加项目名称（未知荷载系数）；荷载组合,LCB1目标函数类型>平方；未知荷载系数符号>正负荷载工况>拉索1（开）荷载工况>拉索2（开）荷载工况>拉索3（开）荷载工况>拉索4（开）图25.未知荷载系数详细对话框在约束条件中输入主塔的水平方向位移约束条件和控制加劲梁弯矩的约束条件。本例题将主塔水平 位移和主梁弯矩作为 约束条件。因分析模 型是对称结构所以只 定义1/2模型。约束条件j繇加约束名称（节点34）约束类型位移节点号（34）位移Dx约束条件相等；数彳1（0）约束条件ID约束名称（单元5）约束类型梁单元内力单元号（5）位置I-端内力My约束条件相

34、等；数彳1（-300）约束条件:约束名称（单元6）约束类型梁单元内力单元号（6）位置J-端内力My约束条件相等；数彳1（-200）约束条件I约束名称（单元8）约束类型梁单元内力单元号（8）位置J-端内力My约束条件相等；数彳1（-400）可以使用MCT命令窗口方便地输入计算未知荷载系数的约束条件。使用方法参照斜拉桥成桥阶段分析例题”。未知行我至救的洋班内容IX关于未知荷载系数计算的详细说明参见用户手册第二册'Civil分析功能利用优化设计方法求解未知荷载”章节。点击生成荷载组合可自动生成未知荷载系数的荷载组合。点击生成Excel文件按钮，导出Excel文件格式计算结果。项目名斯朱嗝鼓累

35、敌特载组合：Ilcbi三|目标函数的类型广线性,平方r量大鸵对信未农闲笠需数的符号广负方正窕正妁束条件4935点元器节单单口厂LP.PFB的鬼名林:妁用不型:为聚条件至选I解除选择求来虹向我乐故值m同SWBr耳电节克WU|贬谓图26.约束条件对话框在未知荷载系数结果对话框中查看约束条件和相应的未知荷载系数。未知荷载系数组图35为使用未知荷载系数功能计算的未知荷载系数结果。利用生成荷载组合(图27的)，自动生成使用未知荷载系数的荷载组合，查看新的荷载组合的分析结果是否满足约束条件。图28.自动使用未知荷载系数的LCB漪载组合结果/荷载组合在图27中计算得出的拉索1(ST)至拉索4(ST)的未知荷

36、载系数在荷载组合对话框里的荷载工况系数中自动被输入。图29.使用未知荷载系数自动生成的荷载组合查看成桥阶段分析结果查看变形形状查看拉索初拉力、结构自重以及二期荷载、支座强制位移荷载下成桥阶段变形形状。可以调整变形显示比例系数。结果/位移/K位移形状荷载工况/荷载组合>CB:LCB2位移>DXYZ显示类型>变形前（开）；图例（开）变形二>变形图的比例（0.5）电窗口缩放ITDAS/Civi.3T6.fl.7-1G皿口耳心口3knnHRttimRjEkRnjinnnHfXTE1PCASl.fiv-l帽型畲口口亘x&玄眸叫圜山申根用&i*H如曲*g甘所屯|期1

37、印无计叫云QD询制XR<i5nB书imI0。|口>型|-ibt驻廨|司川7国事III*蜘"甚加，出悝M*4EihizTSZIMrm广mrizrrermrjri"NCIS徜013p却m右第值/爆西EJsttjrfliflra万出!向性rHfiij'ifsssMrtas步？史微1P平耳日就E睫件E由废三2型田巴由到国（©国内强*片3次看即33RMd-PR口CHHE匕口二即U口RAJCx-sjip-iKC-omN：«-29N粕T.-口jOHEaMONC«-Lr-DIR-'IZZTE-iMCNiM-LlNOM-iaV

38、1;-2jS7IE4-Cia2,：c.aKi速里|黑用扣里查扎若贴,虏鼻1讨IIIF.4+w*A/而M64。bQ.屯也正装施工阶段分析一般通过斜拉桥的成桥阶段分析计算结构的尺寸数据和拉索的截面以及初拉力斜拉桥的设计除了成桥阶段的分析，而且还需要施工阶段的分析。根据施工方案的不同，斜拉桥的结构体系会发生很大的变化，且施工中会产生比成桥阶段更不稳定的状态。因此在设计斜拉桥时，应严密准确地分析所有发生结构体系变化的各施工阶段的稳定性以及应力变化。按施工顺序做的施工阶段分析称为正装施工阶段分析(FoewardAnalysis)。通过正装施工阶段分析验算施工中产生的应力、检查施工顺序、可施工性等，找出最

39、佳的施工方法。斜拉桥正装施工阶段分析较困难的部分是如何计算出拉索的施工控制张力。MIDAS/Civil可以利用未闭合配合力(LackofFitForce)功能，输入拉索初拉力和使合拢段合拢时达到成桥阶段状态的配合力来进行正装施工阶段分析。为了进行施工阶段的分析，应将加劲梁、拉索、拉索锚固点、边界条件、荷载条件等变化定义施工阶段。才 FT 0CdUCttlTW STRLC.TLffyLL tUP£¥£tiiM（1）拉索未闭合配合力的计算首先，在安装拉索的前一阶段，求出拉索两端节点的位移。利用拉索两端的位移，求拉索变形前长度（L）与变形后长度（L'）之差。根据

40、差值求出相应的拉索附加初拉力（AT）。把求出的附加初拉力（AT）和初始平衡状态分析时计算得出的初拉力（T）叠加作为施工阶段的控制张力进行施工阶段的正装分析。(uj,vj)L'-LL=VbCosUbSinAT =EALALTf=Ti+T(2)合拢段未闭合配合力的计算三跨连续斜拉桥的中间合拢段合拢时，不会产生内力(只产生自重引起的内力)，所以合拢段与两侧桥梁段之间形状是不连续的。为了让合拢段连续地连接在两侧桥梁段上，求出合拢段两端所需的强制变形值，将其换算成能够产生此变形的内力，并将其施加给合拢段后连接在两侧桥梁段上。KeySegment图33未闭合配合力计算-合拢段正装施工阶段分类本例题

41、考虑荷载和边界条件的变化，共分为13个施工阶段。利用初始平衡状态分析计算得出的拉索初拉力，直接进行了正装施工阶段分析。只对拉索、跨中的合拢段和Stage2阶段激活的边跨加劲梁部分使用了未闭合配合力边跨与支座连接时结构体系也会变化，所以边跨的加劲梁也考虑了未闭合配合力。本例题的施工阶段如下。表5.施工阶段列表施工阶段内容备注Stage1主塔、主塔和加劲梁的临时连接Stage2边跨施工、支架、边跨支座考虑未闭合配合力Stage3施加挂篮1荷载Stage4拆除施工支架、生成拉索（单元34,39）考虑未闭合配合力Stage5生成加劲梁构件（单元6,7,14,15）Stage6生成拉索（单元35,36）

42、考虑未闭合配合力Stage7拆除挂篮1荷载施加挂篮2荷载Stage7-1生成拉索（单元33,40）考虑未闭合配合力Stage8生成加劲梁（单元8,9,12,13）Stage9生成拉索（单元36,37）考虑未闭合配合力Stage10拆除挂篮2荷载施加挂篮3荷载Stage11拆除挂篮3Stage11-1生成合拢段（单元10,11）考虑未闭合配合力Stage12主塔与加劲梁连接体系转换，施加支座强制位移荷载刚体连接弹性连接Stage13二期荷载、成桥阶段正装施工阶段分析正装分析是指按桥梁的施工顺序进行分析的方法。通过正装分析查看分析模型的结构变化、拉索张力变化以及弯矩的变化。正装施工阶段分析顺序如图

43、34oStage 11Stage 3Stage 5Stage 13图34.正装施工阶段分析的分析步骤把成桥阶段分析的模型另存为其它名称用于施工阶段分析。文件/另存为(cablestayedforward)建立施工阶段分析模型的步骤如下。1正装施工阶段分析模型成桥阶段分析模型的桁架单元修改为索单元定义正装分析荷载工况2定义施工阶段名称划分施工阶段后定义施工阶段名称3定义结构组将各施工阶段激活或拆除的单元和要输入未闭合配合力的单元定义为结构组4定义边界组将各施工阶段激活或拆除的边界条件定义为边界组5定义荷载组将各施工阶段激活或拆除的荷载定义为荷载组6定义施工阶段定义各施工阶段的结构组、边界组、荷载

44、组正装分析模型为了建立施工阶段模型，首先要删除成桥阶段分析模型中的荷载组合LCB1、2以及单位初拉力（拉索1拉索4）。正装施工阶段分析模型中要输入拉索的初拉力荷载，所以要重新定义拉索初拉力的荷载工况。结果/荷载组合荷载组合列表>名称>删除LCB1,LCB2荷载/静力荷载工况名称（拉索1）名称（拉索4）一典里啰_I名称（拉索初拉力）；类型>用户自定义荷载说明（正装分析初拉力）图35.拉索初拉力荷载工况的定义为了考虑斜拉桥拉索垂度的影响，应进行拉索的几何非线性分析。将成桥阶段分析中使用的桁架单元修改为索单元。模型/单元/靠修改单元参数工选择属性-单元选择类型>单元类型节点（

45、关）；单元（开）（桁架）参数类型>单元类型（开）形式原类型桁架（开）；修改为>只受拉/钩/索单元（开）索（开）随 UMS/dlC z iDcfniiSRnt t nnrl Sntt inxhnn i i n.nn TEIT'irnbil h 十 keH f n rnrri. f j - 111tfl 型胃 口丘方五&文眸比1制山中整图史ISH«：|由量分所用培界如出计即融式如工HB磨口0）书聃却Hu is* '才 I1 ®(rnn瑁上雪匚11节点单元也押弃洋Afl rR赤时濯r hu广面号r厚度号二炉.华玲吧gy.iui则国r技，元出翩B

46、：关舒田（©闰*由%由强 告-二式即 =&此雪麻性工|添项st an全学| 质转| 罪故|r节点 |p单元酉嬴一上2G9跳伞力单元S金元 $ * 一半板平柏n|中IL”wLOEh-itK%嗝3"ThlIHUftfflH.Asms-ii-HJtado-tecrno一卜血臼.，MGR叵/七定义施工阶段首先定义各个施工阶段名称。本例题定义了包括成桥阶段在内的13个施工阶段定义相同名称以序列号定义多个施工阶段。用定义施工阶段定义施工阶段施工阶段名称(Stage)；后缀（1to7）保存结果施工阶段（开）荷载/施工阶段分析数据生国|施工阶段名称（Stage7-1）保存结果施工阶

47、段（开）源认I生或西|施工阶段名称（Stage）；后缀（8to11）保存结果施工阶段（开），认I生成|施工阶段名称（Stagel保存结果施工阶段（开）生或西|施工阶段名称（Stage）;后缀（12to13）保存结果施工阶段（开）疏认I输出分析结果时,翦工除段保存每个施工阶段的 结果。名称 持步.日期ft例电L1 IStw200St 04300雷1%噌400St00Ei幅赠6000StbflT-10a5tH曲口电.h900stutio00St 100。nn000-000 Do O QOOfl工工匚工工工LI工工工工工T 施殖箱箱施施枢电庖框施施法步嘤 陆果共闭|添加“废3|图37.施工阶段对话框

48、翦工睨段名称I锹L.I日期I珈错果大SUgeB"St4ige20Stace30St8LCe40SitebuuStb«7口StasT-$<Ly日nSt424''$1谯“0Q0。n工工匚工工工工工工工工工T>.施拘施施施施粒冠施施植用5图38.施工阶段对话框设文篇工前国以上除段括m段特绿臼问：晌删：I,4T,版）相M出卿辿胡M®周平口|6一3目布生或含舞吴保存第果明情|母用设定菸工阶段持读时1回.京加子牛年时间阚.L茁T,】江）SflDWjU.除史泊轻蛇活除（H）口砒成自动生威装骤步骤号：|53施工岁殊A谋存结果取涓适用图40.施工阶段对话

49、框名称转.日期步骤绪果GQ00ffil别乜喳000施工Sta4eS000fer.雷000施工.您工.000S4*C<B000tel.isi.St6aTa00a0felStagaBa施工54年9000施工StetelO000Stac6LI000£4nnn<>廉睨段落加nTlfllliirr的忙81编（5,艮示也共闭口|定义结构组将各施工阶段添加或拆除的单元定义为结构组。首先定义结构组名称，然后将相应单元赋予给结构组组表单后缀(1to13)K9C组结构组,新建名称（Stage）;名称（未闭合配合力爻母旧呻期也皿。赃始寿重母皆闻就黑如设计如我优3Xi«9）TME：口助E*号拿靠口5jin«n<|llTElFXcshIxtsi”rl.fnTward*J-存国0国*音上,少产尸3害人算命"东沙甘邑1£wsaI行餐Af带建管*,图曰Mk*也比*欣司1白£Lf3巧苴3=0*7tfi=i|津早+04国.