Midas学习资料大全之六_移动支架法施工阶段分析

使用建模助手做移动支架法(MSS)施工阶段分析目录概要1桥梁基本数据以及一般截面/2移动支架法的施工顺序以及施工阶段分析/3使用材料以及容许应力/4荷载/5设定建模环境7定义材料8使用移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手建模8输入模型数据/9输入预应力箱型梁截面数据/11输入钢束布置数据/15编辑和添加数据20查看施工阶段/20添加荷载数据/22时间依存性材料特性的定义和连接/30运行结构分析35查看分析结果36查看分析结果37使用图形查看应力和内力/37使用表格查看应力/42查看预应力的损失/43查看钢束坐标/44查看钢束伸长量/45查看荷载组合作用下的内力/46使用建模助手做移动支架法施工阶段分析1概要逐跨施工预应力箱型梁桥的的方法有移动支架法(MovableScaffoldingSystem;简称MSS)和满堂支架法(FullStagingMethod;简称FSM)。移动支架法法的模板设置在导梁上，因此无需进行水上作业和架设大量的脚手架。另外，移动支架法与满堂支架法相比，因为不与地面、河流等直接接触，所以施工时可以灵活使用桥梁下空间。使用移动支架法和满堂支架法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移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手建立移动支架法(MSS)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、挠度和内力的方法。例题中的桥梁为按移动支架法施工的现浇桥梁。图1分析模型(成桥阶段)高级应用例题2桥梁基本数据以及一般截面桥梁基本数据如下：桥梁类型:11跨预应力箱型连续梁桥(MSS)桥梁长度:L=10@50=500.0m桥梁宽度:B=12.6m(2车道)斜交角度:90˚(正桥)曲率半径:R=2380.0m图2标准截面图3桥梁段连接部位截面L거더중심CL거더중심C截面中心截面中心使用建模助手做移动支架法施工阶段分析3移动支架法的施工顺序以及施工阶段分析移动支架法的施工顺序一般如下。图4施工工序图移动支架法的施工阶段分析必须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中移动支架法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。移动支架法建模助手能帮助用户自动生成下列2～8项步骤。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.确认分析结果第1阶段(浇筑混凝土后做拆模准备)第2阶段(为移动模板拆模)第3阶段(为浇筑下一跨移动支架)第4阶段(为浇筑下一跨混凝土支模)高级应用例题4使用材料以及容许应力上部结构混凝土材料强度标准值:2400/ckfkgfcm初始抗压强度:2270/cifkgfcm弹性模量:Ec=3,000Wc1.5√fck+70,000=3.07×105kgf/cm2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'20.55148.5/caciffkgfcm'20.813.1/taciffkgfcm20.4160.0/cackffkgfcm21.632.0/tackffkgfcm下部结构混凝土材料强度标准值:2270/ckfkgfcm弹性模量:522.3510/cEkgfcm预应力钢束(KSD7002SWPC7B-Φ15.2mm(0.6˝钢束)屈服强度:2160/pyfkgfmm→22.6/yPtonfstrand抗拉强度:2190/pufkgfmm→26.6/uPtonfstrand截面面积:2138.7pAcm弹性模量:622.010/pEkgfcm张拉力:20.7133/pipuffkgfmm锚固端滑移:mm6s摩擦系数:rad/30.0:m/006.0k容许应力最大控制应力张拉初期(pof)预应力损失之后20.9144/pyfkgfmm20.7133/pufkgfmm20.8128/pyfkgfmm使用建模助手做移动支架法施工阶段分析5荷载永久荷载结构重力在程序中以自重形式输入二期恒载3.800/wtonfm预应力荷载钢束(15.219(0.622)mm)截面面积:21.3872230.514uAcm孔道直径:100/113mm张拉力:施加70%抗拉强度的张力20.7013,300/pjpuffkgfcm405.8iupjPAftonf张拉初期的损失(由程序计算)摩擦损失:()()0kLXPPe0.30,0.006k锚固端滑移量:mm6Ic混凝土弹性压缩预应力损失:损失量,SPPEAfP预应力长期损失(由程序计算)应力松弛徐变和温度收缩引起的损失徐变和温度收缩条件水泥:普通水泥施加持续荷载时混凝土的材龄:5ot日混凝土暴露在大气中时的材龄:3st日相对湿度:%70RH大气或养生温度:C20T适用标准:道桥设计标准(CEB-FIP)高级应用例题6后横梁的反力假设因移动支架梁自重引起的后横梁反力的大小和位置如下：-P=400tonf-作用位置:从施工缝位置沿已现浇桥梁段方向3m处正在施工的桥梁跨的混凝土湿重引起的反力由程序自动计算。使用建模助手做移动支架法施工阶段分析7设定建模环境为了做移动支架法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目(新项目)以‘MSS’名字保存(保存)文件。然后将单位体系设置为‘tonf’和‘m’。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/新项目文件/保存(MSS)工具/单位体系长度m;力tonf图6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()中选择修改。高级应用例题8定义材料定义预应力箱型梁和钢束的材料。模型/特性值/材料类型混凝土;规范KS-Civil(RC)数据库C400名称(钢束);类型用户定义;规范None分析数据弹性模量(2.0e7)图7定义材料特性对话框使用移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手建模使用MIDAS/CIVIL的移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手功能建立移动支架法桥梁模型。移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手由模型、截面、钢束等三个表单组成。在移动支架法桥梁建模助手定义预应力箱型梁截面。同时定义多种材料时，使用按钮会更方便一些。使用建模助手做移动支架法施工阶段分析9输入模型数据移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手能自动生成移动支架法和满堂支架法桥梁的模型和施工阶段。移动支架法与满堂支架法在施工阶段分析上的不同点在于施工跨上混凝土湿重和模板自重的支撑方式。满堂支架法是通过脚手架支撑混凝土湿重和模板自重，因此对已经施工完成的桥梁跨的预应力箱型梁没有任何影响。但是满堂支架法在已施工的桥梁跨和正在施工的桥梁跨的连接部位(施工缝)的两端可能会发生端部位移差，为了防止产生端部位移差将正在施工的桥梁跨的混凝土湿重和模板自重通过后横梁传送到已经施工完成的预应力箱型梁的悬臂部分。也就是说，移动支架法和满堂支架法在施工阶段分析上的不同点就是“是否考虑模板重量和混凝土湿重”。在移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手的桥梁类型中选择移动支架法并输入移动支架反力时，程序将自动计算出因混凝土湿重产生的反力，并作为施工阶段荷载加载到施工阶段。图8作用于后横梁上的反力移动支架反力是指模板重量和混凝土湿重作用在后横梁上的反力。0.2xLRearCrossBeam0.2xL굳지않은콘크리트의자중에의한반력계산RcMSS거더반력과굳지않은콘크리트의Rc+MSS자중에의한반력을재하后横梁计算因混凝土湿重引起的反力加载移动支架反力和混凝土湿重引起的反力高级应用例题10选择桥梁类型为移动支架法，输入桥梁材料、区段组成、曲率半径、固定支撑位置、施工缝位置、施工缝到钢束锚固端位置距离、施工一跨所需时间(20天)以及预应力箱型梁的初期材龄。选择桥梁类型为移动支架法时，程序自动计算出施工持续时间与构件初期材龄的差作为添加步骤，并计算出移动支架自重和混凝土湿重引起的反力将其加载到悬臂端。模型/结构建模助手/移动支架法/满堂支架法桥梁模型表单桥梁类型移动支架法;桥梁材料1:C400桥梁总长(10@50);桥梁曲率半径(开)(2380)凸固定支撑位置250(50)每跨桥梁段分割数量(10)施工缝位置(S3)(0.2)施工缝到钢束锚固端位置距离(S4)(3)施工持续时间(20)构件初期材龄(5);移动支架反力(400)图9移动支架法/满堂支架法的模型表单将半径开关设置为开，输入半径，可以建立移动支架法弯桥模型。本例题桥梁将支模、绑扎钢筋以及布置钢束套管所需时间假设为15天，将混凝土浇筑和养生的时间假设为5天，即将施工每个桥梁段所需的时间假设为20天。在MIDAS/CIVIL中只是荷载发生变化而结构体系不发生变化时，一般不另外增加施工阶段，而是利用添加步骤功能在同一施工阶段内分步骤加载。关于添加步骤功能的详细内容请参照用户在线手册中的“CIVIL的功能施工阶段分析数据定义施工阶段”章节。固定支撑位置为桥梁支座形式为固端的支座距桥梁始点的距离，括号内数字为固定支座已施工完成桥梁跨的跨度。使用建模助手做移动支架法施工阶段分析11输入预应力箱型梁截面数据分别输入预应力箱型梁一般截面和施工缝处截面。首先参照图11输入一般截面数据。输入结束后选择查看选项中的实际截面可以确认输入的截面形状。截面表单一般截面表单H1(0.2);H2(2.75);H3(0.3);H4(0.3)H5(0.2);H6(0.54);H7(0.2);H8(0.25)B1(2.75);B2(0.75);B3(2.8);B4(1.75)B5(1.7);B6(1.2);B7(0.988);B8(1.45)查看选项实际截面图10输入一般截面数据查看截面形状移动支架法桥梁的预应力箱型截面是以中央-底为基准建立的模型。高级应用例题12图11预应力箱型梁的一般截面L거더중심C截面中心使用建模助手做移动支架法施工阶段分析13参照图13输入施工缝处截面数据。输入结束后选择查看选项中的实际截面可以确认输入的截面形状。查看选项截面大样施工缝截面表单H3(0.3);H5(0.151);H7(0.07)B4(1.75);B5(1.28);B7(0.348)查看选项实际截面图12输入施工缝处截面数据查看截面形状高级应用例题14图13预应力箱型梁的施工缝处截面L거더중심C截面中心使用建模助手做移动支架法施工阶段分析15输入钢束布置数据移动支架法/满堂支架法桥梁的钢束以波形布置在预应力箱型截面的腹板位置。用户在移动支架法/满堂支架法桥梁建模助手中只需输入钢束的最低点、反弯点、锚固点的位置，程序将自动给出钢束的布置。移动支架法桥梁的跨度一般均相同，结构体系在施工第一跨时为简支梁，从第二个施工阶段开始结构体系过度为连续梁。所以施工第一跨时，第一跨的跨中弯矩要比其他施工阶段时发生的跨中弯矩都要大，因此第一跨要比其他跨多布置钢束。第一跨增加的钢束数量应使用一般建模功能另外输入，建模助手中只能输入标准的钢束步骤。图14钢束布置图0.4xL1h0.5xhL10.1xL10.567xh0.5xh0.44xh0.20.20.50.5L거더중심C0.150.2截面中心高级应用例题16参照图14输入钢束纵向标准布置数据。钢束表单N(3);G1(0.5);G2(0.2);G3(0.5)S1(0.4);S2(0.1);C(0.2);a1(0.567);a2(0.44)图15输入钢束的纵向布置数据使用建模助手做移动支架法施工阶段分析17输入钢束的截面面积，与预应力损失有关的系数和钢束强度等钢束特性值。钢束特性值钢束特性值钢