使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析

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1、 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 目 录 目 录 悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1 悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1 设定建模环境 3设定建模环境 3 定义截面及材料 4定义截面及材料 4 结构建模 9结构建模 9 建立预应力箱型梁模型 1 0 建立桥墩模型 1 5 建立结构群 1 6 定义边界群以及输入边界条件 2 0 建立荷载群 2 3 定义并建立施工阶段 2 5 定义并建立施工阶段 2 5 定义施工阶段 2 5 建立施工阶段 3 0 输入荷载 3 3 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 1 悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 悬臂法的施工顺序

2、和施工阶段分析 本用户指南将使用 使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析 中的例题 学习掌 握使用一般建模功能做施工阶段分析的步骤 悬臂法 F C M 的施工顺序一般如下 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 施工下部工程 同时进行 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 F S M 工法 施工合龙段 K e y S e g 布置永久支座 张拉下部钢束 施工桥面 收 尾 高级应用

3、例题 2 悬臂法施工阶段分析应该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M I D A S C I V I LM I D A S C I V I L 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M I D A S C I V I LM I D A S C I V I L 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 1 0 运行 1 1 确认分析结果 在 使用建模助手做悬臂法桥梁

4、施工阶段分析 里使用悬臂法桥梁建模助手完成了 上述2 8 步骤 在本使用指南中 我们将使用一般功能完成上述施工阶段分析的1 8 步 骤 步骤9 1 1 的方法与 使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析 相同 在本使用指 南章节中将不赘述 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 3 设定建模环境设定建模环境 为了做悬臂法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目 新项目新项目 以 F C M m c b F C M m c b 名字 保存 保存保存 文件 然后将单位体系设置为 t o n ft o n f 和 mm 该单位体系可以根据输入的数据类型随 时随意地更换 文件 新项目新项目 文件 保存保存 F C

5、M F C M 工具 单位体系 单位体系 长度 mm 力 t o n ft o n f 图1 设定单位体系 单位体系也可以 在程序窗口下端的状 态条中的单位选择按 钮 单位体系也可以 在程序窗口下端的状 态条中的单位选择按 钮 中选择修改 中选择修改 高级应用例题 4 定义截面及材料定义截面及材料 定义预应力箱型梁 桥墩 钢束的材料 模型 特性值 材料材料 类型 混凝土 规范 K S C i v i l R C K S C i v i l R C 数据库 C 4 0 0C 4 0 0 类型 混凝土 规范 K S C i v i l R C K S C i v i l R C 数据库 C 2 7

6、 0C 2 7 0 名称 钢束 钢束 类型 由用户定义 规范 N o n e N o n e 分析数据 弹性模量 2 0 e 7 2 0 e 7 线膨胀系数 1 0 e 5 1 0 e 5 图2 定义材料特性对话框 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 5 将桥墩截面定义为用户类型后定义预应力箱型梁截面 使用变截面群变截面群功能将变截面 区段定义为群 用户输入两端部的截面后程序会自动生成内部截面 因此用户不需要按 桥梁段输入预应力箱型桥梁截面 只需使用变截面群变截面群功能输入支座处和跨中截面 程序 自动会计算出整个桥梁的截面变化 首先定义桥墩截面 模型 特性值 截面截面 数据库 用户 表单 数

7、据库 用户 表单 截面号 1 1 名称 桥墩 桥墩 截面形状 实心矩形 实心矩形 用户 用户 H 1 8 1 8 B 8 1 8 1 图3 定义截面特性对话框 高级应用例题 6 参照图4 定义跨中预应力箱型梁截面 模型 特性值 截面截面 箱型梁表单 箱型梁表单 截面号 2 2 名称 跨中 跨中 截面类型 单箱单室 查看选项 截面大样 截面大样 变截面点 开 关 J O 1 J O 1 开 偏心 中央 上部中央 上部 外轮廓表单 外轮廓表单 H O 1 0 2 5 0 2 5 H O 2 0 3 5 0 3 5 H O 3 2 1 2 1 B O 1 2 8 2 8 B O 1 1 1 0 5

8、1 0 5 B O 3 3 5 5 3 5 5 内轮廓表单 内轮廓表单 变截面点 开 关 J O 1 J O 1 开 J I 1 J I 1 开 J I 5 J I 5 开 H I 1 0 2 7 5 0 2 7 5 H I 2 0 3 2 5 0 3 2 5 H I 3 1 5 9 1 5 9 H I 4 0 2 5 0 2 5 H I 5 0 2 6 0 2 6 B I 1 3 1 3 1 B I 1 1 1 3 5 1 3 5 B I 3 3 1 3 1 B I 3 1 1 8 5 1 8 5 查看选项 实际截面实际截面 图4 定义跨中截面 考虑桥梁截面为 变截面 定义偏心为 中央 顶可

9、以正确反应 预应力箱型桥梁截面 的变化 考虑桥梁截面为 变截面 定义偏心为 中央 顶可以正确反应 预应力箱型桥梁截面 的变化 在查看选项中选 择实际截面可以观察 实 际 输 入 的 截 面 形 状 在查看选项中选 择实际截面可以观察 实 际 输 入 的 截 面 形 状 1 8501 250450 250 2 100 250 350 1 3501 7504501 7501 050 1 0501 750 2 8003 550 2601 590 275 325 3 100 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 7 参照图5 定义支座位置预应力箱型梁截面 模型 特性值 截面截面 箱型梁表单 箱型梁表单

10、 截面号 3 3 名称 支座 支座 截面类型 单箱单室 单箱单室 查看 截面大样 截面大样 变截面点 开 关 J O 1 J O 1 开 偏心 中央 上部中央 上部 外轮廓表单 外轮廓表单 H O 1 0 2 5 0 2 5 H O 2 0 3 5 0 3 5 H O 3 6 4 6 4 B O 1 2 8 2 8 B O 1 1 1 0 5 1 0 5 B O 3 3 5 5 3 5 5 内轮廓表单 内轮廓表单 变截面点 开 关 J O 1 J O 1 开 J I 1 J I 1 开 J I 5 J I 5 开 H I 1 0 2 7 5 0 2 7 5 H I 2 0 3 2 5 0 3

11、2 5 H I 3 5 3 5 3 H I 4 0 2 5 0 2 5 H I 5 0 8 5 0 8 5 B I 1 3 1 3 1 B I 1 1 1 3 5 1 3 5 B I 3 3 1 3 1 B I 3 1 1 8 5 1 8 5 图5 定义支座处截面 1 8501 250450 250 6 400 250 350 1 3501 7504501 7501 050 1 0501 750 2 8003 550 8505 300 275 325 3 100 高级应用例题 8 使用输入的截面号分别为2 号和3 号的预应力箱型梁截面生成变截面类型变截面类型 模型 特性值 截面截面 变截面表单

12、 变截面表单 截面号 4 4 名称 跨中 支座 跨中 支座 截面类型 P S C 1 C e l l P S C 1 C e l l 变截面点 开 关 J O 1 J O 1 开 截面 I 跨中 跨中 截面 j 支座 支座 截面沿y 轴的变化 线性 线性 截面沿z 轴的变化 线性线性 偏心 中央 上部中央 上部 截面号 5 5 名称 支座 跨中 支座 跨中 截面类型 P S C 1 C e l l P S C 1 C e l l 变截面点 开 关 J O 1 J O 1 开 截面 I 支座 支座 截面 j 跨中 跨中 截面沿y 轴的变化 线性 线性 截面沿z 轴的变化 线性 线性 偏心 中央

13、上部中央 上部 图6 变截面的构成 为了使用变截面 类型生成变截面群 应先定义变截面 为了使用变截面 类型生成变截面群 应先定义变截面 因为制作曲线模 板非常困难 所以在 一个桥梁段内按直线 变化考虑 在变截面 表单中将截面变化定 义为线性并将一个桥 梁 段 看 作 一 个 梁 单 元 因为制作曲线模 板非常困难 所以在 一个桥梁段内按直线 变化考虑 在变截面 表单中将截面变化定 义为线性并将一个桥 梁 段 看 作 一 个 梁 单 元 使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析 9 结构建模 结构建模 使用M I D A S C I V I L 的一般功能建立悬臂法桥梁模型 为了做施工阶段分析 在定

14、义了施工阶段之后 M I D A S C I V I L 将在两个作业模式 基 本阶段 基 本阶段和施工阶段施工阶段 内运作 在基本阶段基本阶段模式中 用户可以输入所有结构模型数据 荷载条件以及边界条件 但 不在此阶段做结构分析 施工阶段施工阶段模式是能做结构分析的模式 在施工阶段施工阶段模式中 除 了各施工阶段的边界条件和荷载之外 用户不能编辑修改结构模型 施工阶段施工阶段不是由个别的单元 边界条件或荷载组成的 而是将单元群 边界条件群 以及荷载群经过激活和钝化处理后形成的 在施工阶段施工阶段模式中可以编辑包含于处于激活 状态的边界群 荷载群内的边界条件和荷载条件 悬臂法桥梁的施工阶段荷载

15、钢束的预应力 挂篮荷载 桥梁段自重等 条件非常复 杂 所以一般在基本阶段基本阶段模式中建立结构模型和边界条件 在施工阶段模式施工阶段模式中输入各施 工阶段的荷载 建模的步骤如下 1 建立预应力箱型梁模型 2 建立桥墩模型 3 定义时间依存性材料并与材料连接 4 建立结构群 5 建立边界群并输入边界条件 6 建立荷载群 高级应用例题 1 0 建立预应力箱型梁模型 建立预应力箱型梁模型 参照图7 建立预应力箱型梁模型 将每个桥梁段看作一个梁单元 以零号块和桥墩 的交点 桥墩和桥墩的中心距离为基准分割单元 满堂支架法区段应考虑下部钢束的锚 固位置分割单元 图7 桥梁段的划分 12111098 76

16、54321 FSM P 2 F S M 1 21 11 09 87 6543 21 P 1 8 5 0 0 0 3 0 0 0 1 2 4 7 5 0 5 7 0 0 0 2 0 0 04 4 2 5 0 1 7 0 0 02 0 0 0 8 5 0 0 0 1 2 4 7 5 0 5 7 0 0 02 0 0 0 4 4 2 5 0 1 7 0 0 0 2 0 0 0 1 31 41 5 1 61 71 8 1 92 02 1 2 22 3 2 4 P 1 6 5 0 0 0 1 3 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 4 7 5 0 5 7 0 0 0 L C 1 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 4 P 2 6 5 0 0 0 1 0 0 0 1 2 4 7 5 0 5 7 0 0 0 S e g m e n t 1 4 0 0 0 2 1 0 0 4 0 0 03 0 0 0 2 1 0 0 S e g m e n t 2S e g m e n t 2 S e g m e n t 1 2 1 0 0 2 1 0 0 3 0 0 04 0 0