连续刚构悬臂法施工实例课件（PPT52）

连续刚构悬臂臂法施工实例例悬臂法的施工工顺序和施工工阶段分析本用户指南将将使用“使用建模助手手做悬臂法桥桥梁施工阶段段分析”中的例题，学学习掌握使用用一般建模功功能做施工阶阶段分析的步步骤。悬臂法法(FCM)的施工顺序一一般如图：悬臂法施工阶阶段分析应该该正确反应上上面的施工顺顺序。施工阶阶段分析中各各施工阶段的的定义，在MIDAS/CIVIL里是通过激活活和钝化结构构群、边界群群以及荷载群群来实现的。。下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁梁施工阶段分分析的步骤整整理如下。1.定义材料和截截面2.建立结构模型型3.定义并构建结结构群4.定义并构建边边界群5.定义荷载群6.输入荷载7.布置预应力钢钢束8.张拉预应力钢钢束9.定义时间依存存性材料特性性值并连接10.运行11.确认分析结果果模型设定操作环境境文件/新项目文件/保存(挂篮计算)在新项目选择择工具>单位体系长度选择‘‘m’,力(质量)选择‘tonf’点击确定定义构件材料料定义时间依存存材料为了考虑徐变变、收缩以及及弹性模量的的变化，定义义时间依存材材料。将桥墩截面定定义为用户类类型后定义预预应力箱型梁梁截面。使用用变截面群功功能将变截面面区段定义为群群，用户输入入两端部的截截面后程序会会自动生成内内部截面。因因此用户不需需要按桥梁段输入预预应力箱型桥桥梁截面，只只需使用变截截面群功能输输入支座处和和跨中截面，，程序自动会计算出出整个桥梁的的截面变化。。首先定义桥墩墩截面定义构件截面面首先定义主梁梁截面现现以跨中截截面为例，讲讲解如何定义义主梁控制界界面定义构件截面面定义构件截面面由于连续刚构构主梁为变截截面形式，所所以需要定义义变截面来模模拟主梁。即为了使各截截面定义为变变截面群，必必须先定义变变截面定义构件截面面结构建模使用MIDAS/CIVIL的一般功能建建立悬臂法桥桥梁模型。为了做施工阶阶段分析，在在定义了施工工阶段之后，，MIDAS/CIVIL将在两个作业业模式(基本阶段和施施工阶段)内运作。在基本阶段模模式中，用户户可以输入所所有结构模型型数据、荷载载条件以及边边界条件，但但不在此阶段段做结构分析析。施工阶段段模式是能做做结构分析的的模式。在施施工阶段模式式中，除了各各施工阶段的的边界条件和和荷载之外，，用户不能编编辑修改结构构模型。施工阶段不是是由个别的单单元、边界条条件或荷载组组成的，而是是将单元群、、边界条件群群以及荷载群群经过激活和和钝化处理后后形成的。在在施工阶段模模式中可以编编辑包含于处处于激活状态态的边界群、、荷载群内的的边界条件和和荷载条件。。悬臂法桥梁的的施工阶段荷荷载(钢束的预应力力、挂篮荷载载、桥梁段自自重等)条件非常复杂杂，所以一般般在基本阶段段模式中建立立结构模型和和边界条件，，在施工阶段段模式中输入入各施工阶段段的荷载。建模的步骤如如下1.建立预应力箱箱型梁模型2.建立桥墩模型型3.定义时间依存存性材料并与与材料连接4.建立结构群5.建立边界群并并输入边界条条件6.建立荷载群结构建模——建立预应力箱箱梁模型参照下图建立立预应力箱型型梁模型。将将每个桥梁段段看作一个梁梁单元，以零零号块和桥墩墩的交点、桥桥墩和桥墩的的中心距离为为基准分割单单元。满堂支支架法区段应应考虑下部钢钢束的锚固位位置分割单元元。首先建立节点点后使用扩展单元功能建立预应应力箱型梁右右班跨模型。。结构建模——建立预应力箱箱梁模型结构建模——建立预应力箱箱梁模型使用镜像功能将生成的的右半跨梁单单元对称复制制。为了将对对称复制的左左侧的梁单元元的坐标轴与与右侧梁单元元的坐标轴一一致，选择反反转单元坐标标轴选项。结构建模——建立预应力箱箱梁模型结构建模——建立预应力箱箱梁模型使用选择属性单元元功能和工作树形菜单单功能修改变截截面区段和零零号块梁单元元截面。考虑虑到合龙段的的支模一般将将与合龙段连连接的桥梁段段12设计为等截面面，所以将桥桥梁段1∼15和零号块端部部单元的截面面修改为变截面。由跨中向支支座变化的截截面修改为跨中支座截面，由支座座向跨中变化化的截面修改改为支座-跨中截面，零号块块截面修改为为支座截面。。结构建模——建立预应力箱箱梁模型使用变截面组功能将变截面面区段的梁单单元指定为变变截面群。结构建模——建立桥墩模型型复制预应力箱箱型梁的节点点后使用扩展单元功能建立桥墩墩模型。将桥桥墩全长24m分割成12等分。结构建模——建立结构群图是悬臂法桥桥梁的施工顺顺序和施工工工期的计划表表。在施工工工序计划表中中可以看出桥桥墩1和桥墩2有60天的施工时间间差，所以当当施工合龙段段时两侧的桥桥梁段有60天的材龄差。。在实际建立施施工阶段模型型时，按两侧侧桥墩同时施施工经过同样样的施工阶段段直到施工合合龙段之前。。在施工合龙龙段之前将桥桥墩1的材龄增加60天。因为在施工阶阶段构件的安安装和拆除是是通过结构群群的激活和钝钝化命令来完完成的，所以以首先应该将将同时施工的的单元分别定定义为结构群群。结构建模——建立结构群建立结构群之之前先生成结结构群。结构建模——建立结构群使用选择属性单元元功能和工作树树形菜单功能能将生成的结结构群分配给给梁单元。将将定义的结构构群钝化后再再定义新的结结构群，可以以通过激活和和钝化随时查查看定义的结结构群。结构建模——定义边界群以以及输入边界界条件建立模型之后后，按桥梁段段查看结构群群。给建立的模型型输入边界条条件。在施工工阶段分析中中，单元、荷荷载、边界条条件等所有信信息都是以群群的概念出现现，通过激活活和钝化群来来建立各施工工阶段。为了了输入边界条条件首先定义义边界群。结构建建模——定义边边界群群以及及输入入边界界条件件输入边边界条条件。。将桥桥墩下下端设设置为为固端端，将将预应应力箱箱型梁梁两端端设置置成沿沿桥梁梁方向向的滚滚动支支座。。结构建建模——定义边边界群群以及及输入入边界界条件件为了使使桥墩墩和预预应力力箱型型梁在在连接接位置置有相相同的的位移移，使使用弹弹性连连接中中连接接类型型选项项中刚刚性连连接将将其连连接起起来。。结构建建模——定义边边界群群以及及输入入边界界条件件建立结结构群群之前前先生生成结结构群群。建立荷荷载群群施工阶阶段荷荷载有有结构构自重重、钢钢束的的预应应力荷荷载、、挂篮篮(formtraveller)自重、、混凝凝土湿湿重(wetconcrete)等四种种。当当激活活结构构物的的自重重时，，程序序将自自动考考虑已已激活活的结结构群群的自自重。。除除了自自重以以外的的其它它三种种荷载载在各各个施施工阶阶段要要分别别输入入。各各施工工阶段段的静静力荷荷载如如下。。具有初初期材材龄的的处于于激活活状态态单元元的自自重(Self)作作用用于具具有初初期材材龄的的处于于激活活状态态单元元上的的预应应力荷荷载(PS)作作用用于处处于激激活状状态单单元端端部上上的挂挂篮荷荷载(FT)在在支支模和和绑扎扎钢筋筋结束束后，，拆模模前处处于浇浇筑状状态的的混凝凝土湿湿重(WC)考考虑虑了各各零号号块施施工时时间差差的施施工阶阶段时时间荷荷载(Time)将各荷荷载工工况定定义为为施工工阶段段荷载载类型型。建立荷荷载群群定义各各荷载载工况况所属属的荷荷载群群。定义并并建立立施工工阶段段在本用用户指指南中中，悬悬臂法法桥梁梁施工工阶段段分为为桥墩墩和零零号块块的施施工、、桥梁梁段1∼15的施工工、合合龙段段1∼3的施工工等16个施工工阶段段(参见图图)。按施施工阶阶段施施工各各桥梁梁段后后，再再按桥桥梁支支座→→跨中中顺序序施工工合龙龙段，，即可可完成成整个个桥梁梁的施施工。。另外外，因因为例例题中中的桥桥梁为为刚构构式悬悬臂法法桥梁梁，所所以各各施工工阶段段的边边界条条件没没有发发生变变化悬臂法法桥梁梁施工工阶段段分析析中结结构群群和边边界群群的激激活和和钝化化相对对于荷荷载群群是比比较简简单的的，荷荷载群群在结结构群群被激激活时时既要要激活活预应应力荷荷载群群和挂挂篮荷荷载群群，又又要激激活混混凝土土湿重重荷载载群。。悬臂法法桥梁梁施工工阶段段分析析中结结构群群和边边界群群的激激活和和钝化化相对对于荷荷载群群是比比较简简单的的，荷荷载群群在结结构群群被激激活时时既要要激活活预应应力荷荷载群群和挂挂篮荷荷载群群，又又要激激活混混凝土土湿重重荷载载群。。如图中中，在在同一一施工工阶段段中荷荷载加加载时时间不不同时时，可可以使使用添添加步步骤功功能将将荷载载分步步骤激激活。。将将挂篮篮前移移、支支模以以及绑绑扎钢钢筋、、铺设设钢束束孔道道等所所需时时间假假设为为7天，将将混凝凝土养养生时时间假假设为为5天，在在各施施工阶阶段中中定义义1个添加加步骤骤。各各施工工阶段段开始始阶段段被激激活的的桥梁梁段具具有5天材龄龄并承承受预预应力力荷载载和挂挂篮荷荷载。。定义并并建立立施工工阶段段在施工工顺序序图中中，两两个桥桥墩的的桥梁梁段看看起来来是同同时施施工，，但是是在施施工序序计划划表中中可以以看出出桥墩墩1的桥梁梁段比比桥墩墩2的桥梁梁段提提前施施工60天。两两个桥桥墩的的悬臂臂桥梁梁段如如果有有施工工时间间差，，即混混凝土土的材材龄有有差异异的话话，其其徐变变、干干缩和和预应应力损损失量量也将将不同同。另另外，，因为为60天的时时间差差异，，两个个桥墩墩的悬悬臂梁梁的挠挠度也也将产产生差差异。。为了了最大大限度度地降降低中中央合合龙段段完工工时产产生的的残留留应力力，必必须正正确预预测两两个桥桥墩悬悬臂梁梁的挠挠度。。所以以做施施工阶阶段分分析时时，必必须考考虑两两个桥桥墩的的材龄龄差异异。施工阶阶段时时间荷荷载功功能，，可以以用来来考虑虑施工工时间间差的的影响响。施施工阶阶段时时间荷荷载功功能是是赋予予指定定单元元以一一定的的时间间经历历(材龄)，从而而考虑虑施工工时间间差的的影响响的方方法。。使用用施工工阶段段时间间荷载载的施施工阶阶段的的建立立步骤骤如下下。1.假设同同时施施工两两个桥桥墩的的零号号块和和桥梁梁段1∼12。2.加载合合龙段段混凝凝土湿湿重(即，将将WC-KeySeg1加载在在桥墩墩1的左侧侧悬臂臂梁上上，将将WCKeySeg3加载在在右侧侧桥墩墩的右右侧悬悬臂梁梁上)。3.定义施施工持持续时时间为为零的的施工工阶段段，将将KeySeg1和FSM1激活后后，在在该施施工阶阶段的的最后1天(LastDay)上给桥桥墩1侧的单单元和和FSM1区段施施加时时间荷荷载(60天)。4.激活KeySeg3和FSM3，加载载合龙龙段(KeySeg2)的湿重重。5.定义下下一阶阶段并并激活活合龙龙段2(KeySeg2)。定义并并建立立施工工阶段段将上述述施工工顺序序与各各施工工阶段段结构构群、、荷载载群、、边界界群的的激活活和钝钝化连连接起起来，，详细的步骤如如下。1.施工阶段1−激活桥墩、、零号块结结构群−激活边边界群−第1天:激活预应力力荷载、挂挂篮荷载、、自重−第7天:激活混凝土土湿重(桥梁段1)2.施工阶段2−激活桥梁段段1−第1天:钝化施工阶阶段1的挂篮荷载载和混凝土土湿重，激激活挂篮荷荷载和预应应力荷载−第7天:激活混凝土土湿重(桥梁段2)3.施工阶段3∼12:重复施工阶阶段2的步骤4.施工阶段13−激活桥梁段段12−第1天:钝化施工阶阶段12的挂篮荷载载和混凝土土湿重，激激活挂篮荷荷载和预应应力荷载−第20天:激活混凝土土湿重(合龙段1、3)5.施工阶段14−激活合龙段段1和满堂支架架法区段1(FSM1)의활성화화−第1天:钝化桥墩1的挂篮荷载载和合龙段段1的混凝土湿湿重，激活活预应力荷荷载−最后1天:激活桥墩1侧的单元和和满塘支架架法区段(FSM1)的时间荷载载6.施工阶段15−激活合龙段段3和FSM3−第一天:钝化合龙段段3的混凝土湿湿重，激活活预应力、、合龙段2的混凝土湿湿重7.施工阶段16−激活合龙段段2−第1天:钝化挂篮荷荷载和混凝凝土湿重，，激活预应应力荷载8.施工阶段17−第1天:激活二期恒恒载定义并建立立施工阶段段在建立施工工阶段之前前首先要定定义施工阶阶段。在施施工工序计计划表中，，计划合龙龙段的施工工时间为30天，所以将将施工阶段段CS13、15的持续时间间定义为30天。假设合合龙段的初初期材龄为为10天，则将30-10=20天定义为一一个添加步步骤。在施施工阶段CS17上施加二期期恒载，为为了考虑长长期荷载引引起的徐变变和干缩效效果，将CS17的持续时间间定义为10000天。定义并建立立施工阶段段参照前面所所述的施工工阶段顺序序建立施工工阶段CS1。定义并建立立施工阶段段输入各施工工阶段的荷荷载。施工工阶段荷载载包括挂篮篮、混凝土土湿重、结结构自重、、预应力荷荷载、时间间荷载等。。按下列顺顺序输入施施工荷载。。1.结构自重2.挂篮荷载3.混凝土湿重重4.预应力荷载载5.时间荷载首先输入结结构自重。。定义结构构物自重以以后，将其其施加在施施工阶段CS1，其它施工工阶段的结结构自重将将由程序自自动加载。。输入荷载输入施工阶阶段挂篮荷荷载。挂篮篮荷载的位位置在悬臂臂梁端部，，大小为-80tonf的垂直荷载载200tonf-m的y方向弯矩荷荷载。因为为在施工阶阶段模式中中，只有该该施工阶段段的结构群群、荷载群群、边界群群被激活，，所以可以以很方便地地输入荷载载。在施工工阶段工具具条中转换换施工阶段段，输入各各施工阶段段的荷载。。输入荷载与上述相同同的方法转转换施工阶阶段输入各各施工阶段段挂篮荷载载。输入荷载输入完挂篮篮荷载后输输入混凝土土湿重。混混凝土湿重重可以使用用材料表功能计算。使使用材料表功能计算构构件的重量量之前，首首先将变截截面群中的的截面转换换为各个变变截面类型型。如图，通过过变截面类类型，转换换生成101∼112截面。输入荷载输入混凝土土湿重。各各施工阶段段混凝土湿湿重的加载载位置为悬悬臂梁端部部，大小为为垂直方向向的桥梁段段湿重和按按偏心距离离为2.5m计算的y方向弯矩。。输入荷载输入完挂篮篮荷载后