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1、PSC变截面箱梁施工阶段及PSC设计例题对于常规的PSC连续梁桥我们通常可以参考建模助手建立的模型，对于特殊的桥型或有特殊要求的结构我们需要按照一般方法建立有限元模型，施加边界和荷载进行分析。这个例题主要说如何使用一般方法建立PSCM续梁桥并定义施工阶段进行施工阶段分析和按照JTGD6觊范对结构进行设计验、结构描述这是一座50+62+50的三跨预应力混凝土连续箱梁桥，这里仅模拟其上部结构。施工方法采用悬臂浇注，跨中截面和端部截面如图1所示。图1-1跨中截面示意图1-2支座截面示意桥梁立面图如图2所示图2连续梁立面图图3钢束布置形状、结构建模对于施工阶段分析模型，通常采用的建模方法是：1、定义材
2、料和截面特性（包括混凝土收缩徐变函数定义）；2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性；3、定义结构组并赋予结构组信息；4、建立边界组并定义边界条件；5、定义荷载工况和荷载组；6、定义施工阶段；7、分阶段定义荷载信息（分施工阶段荷载和成桥荷载两部分）；8、分析，分析完成后定义荷载组合进行后处理结果查看；9、定义设计验算参数按照JTGD62寸结构进行长短期及承载能力验算下面就每个步骤分别详述如下一一三、分步骤说明1、定义材料和截面特性本模型中涉及的材料包括混凝土主梁（C4。、预应力钢绞线（Strand1860）。如下图4所示图4材料列表通常对于预应力混凝土结构（PSC结构）按照现浇施工时，要考虑混凝土
3、的收缩徐变效应，因此需要在建模前要定义混凝土的收缩徐变函数，按照如下图所示定义混凝土收缩徐变函数。图5混凝土收缩徐变函数定义这里输入非0正值即可，建立模型后通过程序自动修主梁截面为变截面箱梁，共有两个控制截面，一个是跨中截面，一是支座位置处截面。以跨中截面和支座处截面定义变截面。截面列表如图6所示。其中跨中截面和支座截面在前面的结构描述中都有图示。“跨中-支座”以及“支座-跨中”的变截面定义通过分别导入跨中截面和支座截面来定义就可以了。如图6所示。图6-1截面列表I图6-2跨中-支座段变截面寮先用户步也荀机而FD中需-*xa 七寸一丁不飞学店凿制止建什*由上田向环尺寸展L中工部在入截晨31rL
4、工工&零档值.图6-3支座-跨中段变截面2、建立上部梁单元并赋予单元截面属性建立桥梁模型时，如果要同时进行施工阶段分析，要针对施工的特点建立有限元模型，例题中所示结构按照悬臂法施工,悬臂施工段为每段3ml因此在建立,g型时考虑按1.5m或3m长度单元建立模型，本例题中主梁是直梁结构，因此建模方式可选性很广，可以通过扩展单元的方式建立、或者从AutoCAD导入已划分节段的主梁中心线、或者通过逐个建立单元的方式，这里采用扩展单元的方式建立一半主梁，然后通过镜像单元生成另一半主梁。首先在（0,0,0）位置上建立主梁端部节点，然后通过对该节点进行扩展生成左半部主梁结构。如下图所示一一”.里无|理事上年
5、吏星.FhUniujE_djA日-呻点k早元在押号：餐星节点-收元自春.F卬（反任1J三尻强女空前内北阻腹甥L.n.扩展单元时输入的问fe图7扩展生成左半边主梁然后对生成的左半边主梁进行镜像生成另一半主梁，如下图所示,节立聿元I遥里工件哥旱山致镜触星品日起茹号石立茂冏金中旗附号;超不田更闾就像千面5,广工千百m：|eTCK-y面z:wr干洵y：由三屐WF荀#冽号的I龈：年度号的晞幅交砂副I-节点L底|一片匐节当医性二耳匐单元序性7。左转单徒有或L通过选择反转单元坐标系保证镜像生成的单元和源单含弁时在专户演着图8镜像生成另一半主梁生成全桥单元后，因为由镜像生成的梁单元的编号顺序也是镜向的，因此要
6、对所有梁单元进行重新编号，以便于后续的单元选择（保证单元编号有规律的连续性对单元的选择操作很有帮助）。上述步骤生成全桥单元时使用的是跨中截面，因此对生成的全桥单元应根据其实际对应的截面信息修改单元的截面信息，可以通过修改单元参数修改单元信息，也可以通过MIDASt有的拖放功能赋予单元截面信息，这里以拖放的方式赋予每段单元实际的截面信息。首先选择支座附近单元，修改其截面类型为“支座”截面，打开单元编号显示，选择单元“18to20,43to45，如下图栗色验器411任!-自牯住IE，二国揩用士国1主推匡2明蜕想- 0d惘1低酎小l必j=O现他却受端峰ChimC晶时间洋存H忖N连蛋i1河M三足：喏奔
7、中更闸!域呼取单元件.方时图靴位：忆工Z 3码中-大至工4支坐-背？*访呼4冲4命克多, Ea弹作运接R年静力德裁-山；与荀虹说1 自正通过拖放功能对选择的单 元修改其截面信息- I-1卜0加方街缸诅21预火力；teifiy- 七1特力白曲J血3也坐标宓为昌- 同扉刀苍虹山口t混或_立直.捱文监t膜-看小胃异注?：WI+P班鼻死状：见士秘词晦力段雁丽毗晔C1“rn.-H卒道i图9拖放功能修改支座附近单元的截面信息同样的方法，选择单元“9to17,34to42”，将截面“3:跨中-支座”拖放至模型窗口，得到如下图所示的模型一一图10修改截面高度由低变高段（跨中-支座）同样的方法，选择单元“21t
8、o29,46to54”，将截面“4:支座-跨中”拖放至模型窗口，得到如下图所示的模型一一图11修改截面高度由低变高段（支座-跨中）赋予变高梁段变截面信息后，发现桥梁模型显示都是锯齿状，此时需要将同类的变截面定义为一个变截面组，保证单元截面变化的连续性。在树形菜单双击“跨中-支座”，在变截面组信息中定义名称为“跨中-支座”，z轴变化选择2项式变化，对称轴为单元组的i端；图12-1变截面组“跨中-支座”定义图示在树形菜单双击”支座-跨中”，在变截面组信息中定义名称为“支座-跨中，z轴变化选择2项式变化，对称轴为单元组的j端；3、定义结构组并赋予结构组单元信息结构组名称及结构组单元信息如下表所示结构
9、组名称结构组所含单元结构组名称结构组所含单元左支座处梁段17to21桥梁段2-33949右支座处梁段42to46桥梁段2-43850桥梁段1-11622桥梁段2-53751桥梁段1-21523桥梁段2-63652桥梁段1-31424桥梁段2-73553桥梁段1-41325桥梁段2-83454桥梁段1-51226桥梁段2-93355桥梁段1-61127左边跨合龙段7桥梁段1-71028跨中合龙段3132桥梁929右边跨合56段1-8龙段桥梁段1-9830左侧满堂支架区段1to6桥梁段2-14147右侧满堂支架区段57to62桥梁段2-24048所有合龙段7313256桥梁主梁1to62*注：“左
10、支座处梁段”、“右支座处梁段”、“左侧满堂支架区段”、“右侧满堂支架区段”还应包括在步骤4中建立的支座节点。建立好模型后，就可以对执行程序自动修改构件理论厚度的功能了。如图选择所有梁单元，在“模型材料和截面特性修改时间依存材料特性”中选择修改构件理论厚度一一忙小 隼元 口季器件击隹 百载修改单元的M科网间也轩阍生,E超始号 节耳妃昨看 单元起始号琵海加腐Il JIM III am nr且三值存用日精性府知婢褫篁6咐曲 wLnlaLi 工耻一H 心加）W15相件的迎相厚度口. 67。，Q0强询庭度,的1 00占 八、:星尼丹度口. 601 00理论厚度0.013. 00击得到珀人工用理显瘴度 理
11、论厚度D. H10.61U. UUD. 00也的强怆库废C. 6J3. M22利件的港施恩境0.593. 0023构伸抑理论厚度0,5?a. oo24相忤的理证层.度, &J瓦GD23构件的褒论厚度0, E2口，0023枸什的评论厚宏1 Q021药件的理论庠层18D. 00树件的理论厚度Q. 431 002B构件的女询醺戾54耳a. QD-3D枸件的理论回明3 471 GO构件前用脸里呼0.4T.GO32树件的媚论厚度C. 171 00枸件的理论厚度 构件的嗔屹厚曳C, 47D. 00| .八 . (JU35构竹的翌能厚度C.433. 00出4上热二13 Wn dnn ah岛事单元假存材料野性
12、图13修改构件理论厚度4、定义边界组并定义边界条件边界采用一般支承来模拟，因为截面选择的是顶对齐，因此需要在梁底支座支承的位置处建立支座节点，然后将支座节点和主梁节点通过弹性连接刚性连接起来。选择中部节点19、20、44、45,选择节点复制移动，对选择的两个节点向下复制5.9m,生成新节点6467;选择边跨端部节点1和63,选择节点复制移动，对选择的两个节点向下复制3.05m,生成新节点68、69。（新生成的支座节点要按照步骤3的注释中说明的将节点放置在对应的结构组中。）定义边界组和边界信息如下表所示边界组名称支座约束支座与主梁约束股支承适用支座节点弹性连接适用节点支承11111164to67
13、性刚19-64,20-65,44-66,45-67边跨左10001168性刚1-68边跨右10001169性刚63-69得到结构的边界条件如下图所示*注：约束、荷载及其他模型中内容可以在“视图显示中定义显示，如上述边界条件的显示,在显示菜单中选择要显示内容进行显示即可一一5、定义荷载工况和荷载组荷载工况和荷载组定义如下表所示号编荷载工况名称荷载类型组荷载说明1自重施工阶段荷载（CS）自重结构自重2预应力施工阶段荷载(CS)钢束1-0to钢束1-9钢束2-0to钢束2-9合拢段钢束1to3不同施工阶段对于预应力钢束的预应力3挂篮重施工阶段荷载(CS)挂篮1to9模架移动装置换算向载4合拢段挂篮重施工阶段荷载(CS)合拢段挂篮1,2-1,2-2,3模架移动装置换算向载6、定义施工阶段本模型采用悬臂浇注施工方法
