桥梁软件应用 实例6―建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析.ppt

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1、实例6——建模助手做悬臂法桥梁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，因为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，因为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

2、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。本实例中我们主要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。实例中的桥梁为按悬臂法施工的现浇桥梁。竣工后的桥梁模型一、桥梁基本数据及一般截面桥梁类型: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)悬臂法(FCM)的施工顺序如右侧流程图。

3、实例中悬臂法桥梁为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。桥梁始点桥梁终点纵向剖面图标准截面图一端张拉两端张拉区段区段零号块区段合龙段合龙段下部钢束上部钢束一端张拉两端张拉一端张拉钢束布置简图悬臂法施工阶段分析应该正确反应桥梁的施工顺序。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

4、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2-8步骤，悬臂法建模助手可以自动生成二、使用的材料及其容许应力容许应力施加预应力初期预应力损失之后压缩张拉设计强度：初期抗压强度：弹性模量：Ec=3.07×105kgf/cm2容许应力：1、上部结构混凝土设计强度：弹性模量：Ec=2.35×105kgf/cm22、下部结构混凝土3、预应力钢束(KSD7002SWPC7B-Φ15.2mm(0.6“钢束)→抗拉强度：

5、→截面面积：弹性模量：张拉力：fpi=0.72fpu=137kgf/mm2顶/底板束：钢束与孔道壁的摩擦系数(0.2/0.3)，孔道每米长度局部偏差的摩擦系数(0.001/0.0066)钢锯变形及钢筋的内缩值：0.006m屈服强度：锚固装置滑动：容许应力：张拉时的最大控制应力张拉初期()应力损失后使用状态1、永久荷载结构重力自重：在程序中按自重输入二期恒载w=3.432tonf/m三、荷载钢束(φ15.2mm×19(φ0.6"-19))截面面积:Ap=1.387×19=26.353cm2孔道直径

6、:100/103mm张拉力:抗拉强度的72%fpj=0.72fpu=13680kgf/cm2Pi=Ap×fpj=360.5tonf张拉初期的损失（程序自动计算）摩擦损失:2、预应力荷载底板束:顶板束:锚固装置滑动引起的损失:混凝土弹性收缩引起的损失:损失量预应力长期损失（程序自动计算）钢束的松弛（Relaxation）徐变和收缩引起的损失水泥:普通硅酸盐水泥长期荷载作用时混凝土的材龄:t0=5天3、徐变和收缩混凝土与大气接触时的材龄：ts=3天相对湿度：RH=70%大气或养护温度：T=20℃适用

7、规范:道桥设计标准CEB-FIP徐变系数:程序计算混凝土收缩变形率:程序计算条件4、挂篮荷载假设挂篮自重如下：P=80.0tonfe=2.50mM=P×e=200.0tonf挂篮自重一、定义材料和截面定义材料和截面之前要先设置单位体系1、上部结构的材料特性类型>混凝土规范>KS-Civil(RC)数据库>C4002、下部结构的材料特性类型>混凝土规范>KS-Civil(RC)数据库>C2703、预应力钢束的材料特性名称(钢束);类型>用户定义;规范>None分析数据弹性模量(2.0e7)线膨胀系

8、数(1.0e-5)材料的定义截面的定义1、预应力箱形截面预应力箱型截面的特性在悬臂法建模助手中定义，不必在此另外定义。2、桥墩的截面特性数据库/用户表单截面号(1);名称(桥墩)截面形状>实心矩形;用户>H(1.8),B(8.1)二、使用悬臂法建模助手建模悬臂法建模助手由模型、截面、钢束三个表单组成。1、输入模型数据在悬臂法建模助手的模型表单中，主要完成的工作：（1）定义桥梁的材料、基本数据；（2）桥梁段的划分(参见word中图10)；（3）零号块的大小、桥墩类型和尺寸等；（4）定义每个桥梁段的