使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析

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使用建模助手做悬臂法(FCM)桥梁施工阶段分析

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目录

概要1

桥梁基本数据以及一般截面2

悬臂法(FCM)的施工顺序以及施工阶段分析4使用材料以及容许应力6荷载7

设定建模环境9定义截面及材料10使用悬臂法建模助手建模12

输入模型数据12

预应力箱型截面数据的输入16预应力钢束的布置18

编辑和添加数据24

查看施工阶段24修改施工阶段26

时间依存性材料特性的定义和连接31分解变截面群36

运行结构分析37查看分析结果39

使用图形查看应力和内力39使用表格查看应力44查看预应力的损失45查看钢束坐标46查看钢束伸长量47查看预拱度48查看预拱度管理图49查看荷载组合作用下的内力50

使用建模助手做悬臂法(FCM)施工阶段分析

概要

预应力箱型梁桥(PSCBOXBridge)的施工工法一般有顶推法(ILM)、悬臂法(FCM)、移动支架法(MSS)等。悬臂法是由桥墩向跨中方向架设悬臂构件的方法，该工法不用水上作业，也不需要架设大量的临设和脚手架，因此可以灵活使用桥下空间。另外，由于不直接与桥下河流或道路接触，因此被广泛使用于高桥墩、大跨度桥梁中。

使用悬臂法(FCM)施工的预应力箱型梁桥，由于各施工阶段的结构体系不同，所以只有对各施工阶段做结构分析才能最终确定截面大小。另外，为了正确分析混凝土材料的时间依存特性和预应力钢束的预应力损失，需要前阶段累积的分析结果。

用户在本章节中将学习使用悬臂法桥梁建模助手建立悬臂法(FCM)各施工阶段和施工阶段分析的步骤，以及确认各施工阶段应力、预应力损失和挠度的方法。

例题中的桥梁为按悬臂法施工的现浇桥梁。图1分析模型(竣工后)

1

高级应用例题

桥梁基本数据以及一般截面

桥梁基本数据如下：桥梁类型:三跨预应力箱型连续梁桥(FCM)桥梁长度:L=85.0+130.0+85.0=300.0m桥梁宽度:B=12.7m(2车道)斜交角度:90?(正桥)桥梁始点????27585.000300.550130.0002.7007.000桥梁终点????85.000275图2纵向剖面27535080250CLOFBOX2.0006001.0501.7504503.5001.75012.7005001.3501.3503.5001.7504502.0006001.7501.0502757.1305.6808504501.2502501.8507.1001.8502502501.250450图3标准截面

2

2601.840350802.70025032525040.000

使用建模助手做悬臂法(FCM)施工阶段分析

上部钢束?????φ6?-19????一端张拉????两端张拉CL150.00012@4.750=57.0007.0007.00012@4.750=57.0001.00019.0002.00011FSM区段合龙段KeySegFSM??121098FCM区段7654321FCM?????零号块1234FCM区段5678910FCM??合龙段1112KeySegφ6?-19一端张拉????P1φ6?-19????一端张拉????两端张拉?????下部钢束图4钢束布置简图

3

高级应用例题

4

悬臂法(FCM)的施工顺序以及施工阶段分析

悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下：同时进行施工下部工程制作及拼装挂篮分阶段施工下部工程架设零号块的临设并设置临时固结措施在零号块上布置挂篮拼装模板，布置钢筋和钢材(需七天)混凝土的浇筑及养护、张拉钢束(需五天)移动挂篮到下一个桥梁段施工完第一中间跨，移动挂篮施工边跨(FSM工法)施工合龙段(KeySeg.)布置永久支座，张拉下部钢束施工桥面收尾

※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。

使用建模助手做悬臂法(FCM)施工阶段分析

悬臂法施工阶段分析应当正确反应上面的施工顺序。施工阶段分析中各施工阶段的定义，在MIDAS/CIVIL里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。

1.定义材料和截面2.建立结构模型3.定义并构建结构群4.定义并构建边界群5.定义荷载群6.输入荷载7.布置预应力钢束8.张拉预应力钢束

9.定义时间依存性材料特性值并连接10.运行结构分析11.确认分析结果

悬臂法建模助手能帮助用户自动生成上述2?8项步骤。使用一般功能完成2?8项步骤地方法将在‘使用一般功能的悬臂法施工阶段分析’里做详细介绍。在本指南中将介绍利用悬臂法建模助手做悬臂法施工阶段分析的方法。

5

高级应用例题

6

使用材料以及容许应力

?

上部结构混凝土

材料强度标准值:fck?400kgf/cm2初始抗压强度:fci?270kgf/cm2

弹性模量:E1.5

5

2

c=3,000Wc√fck+70,000=3.07×10kgf/cm

容许应力

容许应力施加预应力初期预应力损失之后压缩f'ca?0.55fci?148.5kgf/cm2fca?0.4fck?160.0kgf/cm2张拉f'ta?0.8fci?13.1kgf/cm2fta?1.6fck?32.0kgf/cm2

?

下部结构混凝土

材料强度标准值:fck?270kgf/cm2

弹性模量:Ec?2.35?105kgf/cm2

?预应力钢束(KSD7002SWPC7B-Φ15.2mm(0.6?钢束)

屈服强度:fpy?160kgf/mm2→Py?22.6tonf/strand抗拉强度:fpu?190kgf/mm2→Pu?26.6tonf/strand截面面积:Ap?138.7cm2弹性模量:E2p?2.0?106kgf/cm张拉力:fpj?0.72fpu?137kgf/mm2锚固端滑移:?s?6mm摩擦系数: