預應力混凝土梁橋懸臂施工階段專題

midasCivil2010梁橋?qū)ｎ}—混凝土梁橋IntegratedSolutionSystemforBridgeandCivilStrucutres懸臂施工階段分析目錄1.橋梁概況··············································································32.結(jié)構(gòu)概況··············································································43.結(jié)構(gòu)組、邊界組、荷載組的定義······································94.建立結(jié)構(gòu)模型·····································································115.邊界·····················································································126.荷載·····················································································147.鋼束······················································································168.移動荷載··············································································199.定義施工階段······································································2310.查看施工階段預拱度和0.5靜活載預拱度·························251、橋梁概要本橋為60+100+60三跨預應力混凝土連續(xù)梁鐵路橋。主梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，梁寬12.2m，橋梁采用掛籃懸臂灌注法施工。通過本例題重點介紹midasCivil軟件的施工階段仿真模擬、施工預拱度的確定等。1.1橋梁概況（一）恒載1、結(jié)構(gòu)自重：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按

，其余按《鐵路橋涵設計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005)采用。2、二期恒載：包括鋼軌、扣件、枕木、道碴等線路設備重，以及防水層、人行道欄桿、人行道遮板、擋碴墻、電纜槽蓋板及豎墻等附屬設施重量。橋面二期恒載

。3、預應力及其次內(nèi)力。4、混凝土收縮和徐變的影響：環(huán)境條件按野外一般條件計算，相對濕度取70％。5、鋼束預應力損失。（二）活載1、列車豎向靜活載：ZK活載，雙線按100％計。（三）施工荷載掛籃重量（含模板）按最大懸臂梁段重量確定，采用56t/套。1.2荷載1.3施工方案最長節(jié)段長為4m，節(jié)段重量大。由于本橋為長聯(lián)多跨結(jié)構(gòu)，根據(jù)主跨合攏順序，本橋先將2個邊跨合攏，然后合攏中跨，合攏段利用掛籃吊架施工。根據(jù)工期安排，全橋共投入2套（4只）掛籃，對稱施工。

主梁施工流程為：墩梁固結(jié)→懸臂施工→形成T構(gòu)→雙邊跨滿堂施工→雙邊跨合攏→解除墩梁固結(jié)→懸臂梁跨中合攏形成連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的過程。2、結(jié)構(gòu)概況2.1定義材料橋梁三維幾何模型圖

模型

>材料和截面特性>材料定義C26混凝土定義Strand1860鋼材2.2定義截面

模型

>材料和截面特性>截面>設計截面定義跨中標準截面定義端支點截面定義中支點截面2.2定義截面

模型

>材料和截面特性>截面>設計截面定義跨中橫隔板截面

模型

>建模助手>PSC橋>跨度信息定義主梁跨度信息打開“截面信息OK。wzd”文件，生成主梁截面信息

模型

>建模助手>PSC橋>截面和鋼筋>截面2.3定義材料的時間依存特性并連接

模型

>材料和截面特性>時間依存材料>時間依存材料(徐變/收縮)定義C26混凝土的時間依存材料（收縮徐變）

模型

>材料和截面特性>時間依存材料>時間依存材料連接材料的依存特性與構(gòu)件的理論厚度有關系，而構(gòu)件的理論厚度又與構(gòu)件的截面有關系，不同截面的構(gòu)件理論厚度有可能不同。

模型

>材料和截面特性>時間依存材料>修改單元的材料依存特性程序中提供公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTJD62-2004)的收縮應變和徐變系數(shù)的計算方法是按照公路規(guī)范附錄F中的公式計算的。設計鐵路橋梁時計算收縮和徐變系數(shù)可參考公路橋梁的方法，，因為公路規(guī)范考慮的更詳細一些，例如考慮了相對濕度的影響。3、結(jié)構(gòu)組、邊界組、荷載組的定義定義結(jié)構(gòu)組為了進行施工階段分析，將在各施工階段(constructionstage)所要激活或者鈍化的單元、邊界條件、荷載定義為組，并利用組來定義施工階段。定義邊界組定義荷載組4、建立結(jié)構(gòu)模型

樹形菜單

>表格>節(jié)點打開“主梁節(jié)點和支座節(jié)點表格.xlsx”，將節(jié)點表格數(shù)據(jù)復制，然后黏貼到模型中的節(jié)點表格中，生成空間節(jié)點。連接主梁開始節(jié)點（節(jié)點1）和結(jié)束節(jié)點（節(jié)點83），建立單元，并交叉分割，生成82個主梁單元，主梁單元的截面賦予參見“2.2定義截面”。最后修改特殊位置的單元截面：端支點位置單元1、2、81、82賦予截面IV；跨中橫隔板位置單元41、42賦予截面VII；中支點位置單元22、23、60、61賦予截面V。

模型>單元>建立5、邊界樹形菜單>表格>邊界條件>一般支撐因為主梁截截面的偏心心點選擇的的是中上部部，而支座座位于主梁梁的底部，，因此需要要在主梁的的底部建立立支座節(jié)點點，并在支支座節(jié)點上上定義約束束條件，并并將支座節(jié)節(jié)點與主梁梁節(jié)點通過過剛臂進行行剛性連接接。對于邊跨滿滿堂支架施施工段，在在施工過程程中，梁底底部有支架架的臨時支支撐作用，，對支架采采用只受壓壓彈性連接接模擬，支支架底部采采用固結(jié)。。因此需要要定義滿堂堂施工梁段段梁底節(jié)點點，可以通通過對主梁梁節(jié)點進行行復制生成成。樹形菜單>表格>邊界條件>剛性連接樹形菜單>表格>邊界條件>彈性連接1、彈性連接接雖然屬于于邊界條件件的一種，，但它實際際上是一種種剛度單元元，因此擁擁有單元局局部坐標系系。在輸入入彈性連接接剛度時，，務必要注注意彈性連連接的單元元局部坐標標系（例如如：彈性連連接中2點連線的方方向為x軸方向，剛剛度方向就就是SDx）。2、對于滿堂堂支撐（只只受壓彈性性連接）的的模擬，要要注意軸向向剛度（SDx）的合理模模擬，可以以根據(jù)滿堂堂支撐的預預壓得到近近似的軸向向剛度。3、用一般彈彈性連接模模擬支座，，對于各方方向的剛度度可以根據(jù)據(jù)支座的相相關參數(shù)進進行計算。。4、切記隨意意輸入用戶戶想當然的的無窮大剛剛度（例如如SDx=10^18kN/m）來模擬軸軸向剛度，，過大的支支座剛度如如果處于分分母位置時時，程序由由于精度的的原因，有有可能會視視為“0”，這樣模模型在計算算過程中很很容易會發(fā)發(fā)生奇異。。6、荷載荷載>靜力荷載工工況荷載>自重荷載>梁單元荷載載打開“梁單單元荷載表表格.xlsl”文件，將荷荷載復制并并黏貼到上上面表格中中?！笆┕るA段段荷載”類類型僅用于于施工階段段荷載分析析，在POSTCS階段不能進進行分析。。如果將在在施工階段段作用的荷荷載定義為為其他荷載載類型，則則該荷載既既在施工階階段作用，，也在成橋橋狀態(tài)作用用。在施工工階段作用用的效應累累加在CS合計中，在在成橋狀態(tài)態(tài)作用的荷荷載效應以以“ST荷載工況名名稱”的形形式體現(xiàn)。。因此為了避避免相同的的荷載重復復作用，對對于在施工工階段作用用的荷載，，其荷載類類型最好定定義為施工工階段荷載載。注：荷載類類型“施工工荷載”和和“恒荷載載”一樣，，都屬于既既可以在施施工階段作作用也可以以在POSTCS階段獨立立作用的的荷載類類型。6、荷載荷載>節(jié)點荷載載打開“節(jié)節(jié)點荷載載表格.xlsl”文件，將將荷載復復制并黏黏貼到上上面表格格中。7、鋼束荷載>預應力荷荷載>鋼束特性性值荷載>預應力荷荷載>鋼束布置置形狀打開MCT命令窗口口，打開開“鋼束束布置形形狀.mct”文件，點點擊運行行，生成成鋼束形形狀。工具>MCT命令窗口口>鋼束布置置形狀鋼束布置置形狀中中坐標軸軸與適用用橋型的的關系：：直線法：：適用于于所有類類型構(gòu)件件的鋼束束布置；；曲線法：：僅適用用于圓曲曲線梁上上的鋼束束布置；；單元法：：僅適用用于直梁梁、斜梁梁上的鋼鋼束布置置。嚴禁用于于彎橋鋼鋼束布置置中。荷載>預應力荷荷載>鋼束預應應力荷載載打開“鋼鋼束預應應力荷載載表格.xlsx”文件，將將預應力力荷載數(shù)數(shù)據(jù)復制制黏貼到到上面表表格中，，生成鋼鋼束預應應力荷載載。8、移動荷荷載荷載>移動荷載載數(shù)據(jù)>移動荷載載規(guī)范移動荷載載分析樹樹形菜單單對于中文文版用戶戶，目前前程序可可以進行行中國規(guī)規(guī)范下的的公路、、城市、、鐵路、、輕軌（（地鐵））、人群群移動荷荷載分析析，以及及對局部部構(gòu)件（（如橫梁梁）進行行的橫向向移動荷荷載分析析。車道和車車道面定定義時單單元或節(jié)節(jié)點必須須依次排排列，否否則會出出現(xiàn)車輛輛對開的的情況導導致移動動荷載分分析出現(xiàn)現(xiàn)錯誤的的結(jié)果。。車道面面定義時時，板單單元與XY平面的夾夾角不能能大于15度，否則則無法定定義車道道面。當橫向聯(lián)聯(lián)系梁較較少，且且車道距距離選擇擇的縱梁梁較近時時，可選選擇“車車道單元元法”（（首先加加載在臨臨近縱梁梁上，再再通過橫橫梁傳遞遞給其他他的縱梁梁）；而而橫向聯(lián)聯(lián)系梁較較多時，，選擇““橫向聯(lián)聯(lián)系梁””的方法法會得到到比較好好的結(jié)果果（首先先加載在在橫梁上上再傳遞遞到周邊邊的縱梁梁上）。。如果車道道中心線線所在位位置沒有有橫向聯(lián)聯(lián)系梁，，那么只只能采用用車道單單元的方方法定義義車道，，而不能能采用橫橫向聯(lián)系系梁法。。對于梁格格結(jié)構(gòu)、、板單元元和實體體單元有有時也可可采用虛虛擬車道道梁的方方式進行行移動荷荷載分析析，使用用虛擬梁梁加載移移動荷載載時，在在車道中中心線的的位置建建立虛擬擬梁，虛虛擬梁與與主梁結(jié)結(jié)構(gòu)通過過共節(jié)點點或與相相鄰主梁梁節(jié)點建建立剛臂臂的方式式連接，，虛擬梁梁的剛度度不宜設設置過大大，以免免影響整整個結(jié)構(gòu)構(gòu)的剛度度，但也也不能設設置過小小，可取取一般結(jié)結(jié)構(gòu)剛度度的千分分之一或或萬分之之一。荷載>移動荷載載數(shù)據(jù)>車道車道和車車道面定定義時單單元或節(jié)節(jié)點必須須依次排排列，否否則會出出現(xiàn)車輛輛對開的的情況導導致移動動荷載分分析出現(xiàn)現(xiàn)錯誤的的結(jié)果。。車道面面定義時時，板單單元與XY平面的夾夾角不能能大于15度，否則則無法定定義車道道面。荷載>移動荷載載數(shù)據(jù)>車輛荷載>移動荷載載數(shù)據(jù)>移動荷載載工況分析>移動荷載載分析控控制數(shù)據(jù)據(jù)影響線：：公路常常用影響響線加載載方式；；而鐵路路、輕軌軌、地鐵鐵常用所所有點加加載方式式，加載載數(shù)量決決定移動動荷載分分析的精精度。結(jié)果輸出出內(nèi)容：：僅輸出出最大值值和最小小值，或或輸出所所有內(nèi)力力結(jié)果；；是否輸輸出應力力。計算選項項：選擇擇輸出指指定結(jié)構(gòu)構(gòu)組的分分析結(jié)果果，默認認輸出所所有構(gòu)件件的分析析結(jié)果。。在較大大模型分分析時，，通過此此功能可可節(jié)省計計算求解解時間和和所用空空間。沖擊系數(shù)數(shù)計算方方法：可可選基頻頻法和其其他常用用沖擊系系數(shù)計算算方法；；本例題選選基頻為為15，是個假假值，為為了直接接得出沖沖擊系數(shù)數(shù)為1.45。9、定義施施工階段段荷載>施工階段段分析數(shù)數(shù)據(jù)>定義施工工階段打開MCT命令窗口口，打開開“施工工階段定定義.mct”文件，點點擊運行行，生成成施工階階段信息息。工具>MCT命令窗口口結(jié)構(gòu)材齡齡和施工工持續(xù)時時間的正正確模擬擬是準確確考慮混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)時間間依存特特性的前前提。1、工程實實例：3個施工階階段分別別激活（（結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)2、結(jié)構(gòu)3）3個結(jié)構(gòu)組組，每個個施工階階段持續(xù)續(xù)的時間間為10天（包括括混凝土土結(jié)構(gòu)5天的養(yǎng)護護材齡）），總施施工時間間為30天。那么么結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)2和結(jié)構(gòu)3分別考慮慮了30天、20天和10天的時間間依存特