悬臂法连续梁桥施工阶段分析报告(Midascivil).doc

东莞理工学院生态环境与建筑工程学院 2013 级土木工程 1 班桥梁电算 Midas civil 桥梁施工阶段分析 分析报告书分析报告书 课题课题 悬臂法连续梁桥施工阶段分析 院院 系系 生态环境与建筑工程学院 班班 级级 2013 级土木路桥班 组组 别别 第 2 组 组组 员员 指导教师指导教师 提交日期提交日期 2016.12.28 组员信息 组员信息 组员信息表 班级姓名学号任务 13 土木 1 班 施工划分及 civil 建 模 13 土木 1 班 编制分析报告 13 土木 2 班 核查模型及报告 目 录 目录 第第 1 1 章章 设计原始资料设计原始资料.1 1.11.1 设计概况设计概况 1 1.21.2 截面参数截面参数.1 1.31.3 主要材料及材料性能主要材料及材料性能.2 1.41.4 任务要求任务要求.3 1.51.5 技术标准技术标准.3 1.61.6 主要规范主要规范 3 第第 2 章章 模型建立与分析模型建立与分析 .4 2.12.1 模型建立模型建立.4 2.1.22.1.2 施工阶段划分施工阶段划分.4 2.1.32.1.3 施工阶段在施工阶段在 MidasMidas CivilCivil 中的定义中的定义6 2.2 模型分析模型分析8 第第 3 章章 总结总结12 正 文 0 第第 1 1 章章 设计原始资料设计原始资料 1.11.1 设计概况设计概况 桥梁形式：三跨变截面连续箱梁桥，梁宽 12m 桥梁长度：L = 30+50+30 = 110m，中跨为挂孔结构，挂梁长 16m，为钢筋混凝土结 构。 施工方法：悬臂施工 T 构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系 转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施 工桥面铺装，并考虑 3650 天收缩徐变。 预应力布置形式：T 构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力 1.21.2 截面截面参数参数 图 2-1 跨中箱梁截面 正 文 1 图 2-2 墩顶箱梁截面 1.31.3 主要材料及材料性能主要材料及材料性能 1）混凝土 表 2-1 混凝土表格 强度等 级 弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) 线膨胀 系数 f ck(MPa) f tk(MPa)f cd(MPa)f td(MPa) C403250025.000.0000126.802.4019.11.71 C503450025.000.0000132.42.6423.11.89 2）普通钢筋 表 2-2 普通钢筋表格 普通钢筋 弹性模量 (MPa) 容重 (kN/m3) f sk(MPa)f sd(MPa)fsd(MPa) HRB40020000076.98 400330330 3）预应力材料 表 2-1 预应力材料表格 预应力 钢绞线 弹 性模量 (MPa) 张拉 控制应力 (MPa) 孔道磨 阻系数 孔道偏 差系数 钢 绞线松 弛系数 一端锚固 回缩值(m) 31-15.2 195 000 13950.250 0.0000 1 0.30.00600 4）其他材料 钢板：锚头下垫钢板、灯具连接板等采用低碳钢； 正 文 2 预应力管道：采用波纹管成型； 支座：采用 GPXZ 系列盆式橡胶支座； 伸缩缝：采用 D60 型伸缩装置； 1.41.4 任务要求任务要求 （1）3 人/组，开展分析、讨论，递交分析报告； （2）以熟悉 Midas Civil 操作为目的，作为算例，可暂不涉及预应力； （3）重点在于施工过程分析，此外，可以成桥模型开展其他分析，例如 特征值分析、振型分解反应谱法分析（抗震）、移动荷载分析等； 1.51.5 技术标准技术标准 公路等级：一级公路，双向 2 车道； 设计荷载：公路-I 级； 桥面宽度：5.252+0.752； 安全等级：二级； 1.61.6 主要规范主要规范 1)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）； 2)公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）； 3)公路工程技术标准（JTG B01-2003）； 4)公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）； 5)公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）； 6)城市桥梁设计规范（CJJ11-2011）； 正 文 3 第第 2 章章 模型建立与分析模型建立与分析 2.12.1 模型建立模型建立 2.1.12.1.1 概述概述 Midas 建模一般步骤：定义材料和截面建立结构模型输入非预应力钢筋输入 荷载（恒荷载、钢束特性和形状、钢束预应力荷载）定义施工阶段输入移动荷载数 据（选择移动荷载规范、定义车道、定义车辆、移动荷载工况）运行结构分析查看 分析结果。 根据以上步骤，参照老师课件及一些教学视频进行建模，考虑到篇幅限制，本报告 书主要进行悬臂法连续梁桥施工阶段分析，下面附上完整的模型图，建模细节请查阅附 件：悬臂法连续梁桥施工阶段分析.mcb 图 2-1Midas 完整模型 2.1.22.1.2 施工阶段划分施工阶段划分 本分析施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨 体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接， 施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。 划分施工阶段：见图2-2到图2-8 1）桥墩施工 正 文 4 本连续梁桥桥墩分3阶段施工，开设2个工作面，左右两桥墩同时进行，施工阶段见 图2-2和图2-3。 图2-2左墩施工段 图2-3右墩施工段 2）主梁施工 本连续梁桥主梁采用悬臂施工法，开设两个工作面，左右两桥墩同时进行悬臂挂篮 施工。主梁由两个悬臂施工段和两个边跨现浇段和一段中挂梁组成：两个悬臂施工段分 别包括8个号块，为预应力混凝土现浇梁；两个边跨现浇段则采用满堂支架施工，13m长 的预应力边梁段一次浇筑完成；中挂梁则通过预制场预制完成，16m长的钢筋混凝土梁， 预制完再运到现场吊装完成。主梁施工段划分见图2-4到图2-8 图2-4 左墩悬臂施工段 正 文 5 图2-5 右墩悬臂施工段 图2-6 左边跨满堂现浇段 图2-7 右边跨满堂现浇段 图2-8 中挂梁吊装段 2.1.32.1.3 施工阶段在施工阶段在MidasMidas CivilCivil中的定义中的定义 实际施工阶段划分 ： 以工艺或工序角度定义施工阶段 Civil中施工段划分 ： 在工艺/工序基础上，在相应阶段进行施工阶段荷载施加的过 正 文 6 程。 根据上面两种定义在civil中对施工阶段进行划分，见下表2-1。 表2-1 civil中施工阶段的划分 桥墩施工 工序时间及龄期已知条件Civil 施工阶段数据 荷载施加 步骤 1步骤 2施工阶 段 其他工序 砼龄期要 求 施工阶段 持续时间 结构龄 期二期 挂篮/爬 模 砼湿重 D-CS02018D-CS020+16=3618 开始 620+1=21 D-CS12016D-CS120+16=3616 开始 620+1=21 D-CS22016D-CS220+16=3616 开始 620+1=21 D-CS32016D-CS316 开始 620+1=21 浇筑砼时 施加 主梁悬臂施工段 D-CS320D-CS320+16=3616 开始 620+1=21 L-CS01916L-CS019+15=3416 开始 619+1=20 L-CS11815L-CS118+14=3215 开始 618+1=19 L-CS21714L-CS217+13=3014 开始 617+1=18 L-CS31613L-CS316+12=2813 开始 616+1=17 L-CS41512L-CS415+11=2612 开始 615+1=16 L-CS51411L-CS514+10=2411 开始 614+1=15 L-CS61310L-CS613+9=2210 开始 613+1=14 L-CS7129L-CS712+8=209 开始 612+1=13 L-CS8118L-CS88 开始 611+1=12 浇筑砼时 施加 主梁边跨满堂施工段 B-CS030B-CS030+20=5020 开始 1030+1=31 B-CS1720B-CS1 开始 浇筑砼时 施加 主梁挂梁吊装 L-CS81L-CS81+1=21 开始 01+1=2 吊装时施 加 正 文 7 G-CS1G-CS 开始 CSi持续时间 = CSi其它工序时间 + Cs(i+1)混凝土浇筑养护时间 挂蓝、爬模荷载：考虑进行下一施工阶段后第6d施加 混凝土湿重：其他工序完成后即可浇筑下一施工阶段的砼，同时保证龄期要求； 根据上表在Midas Civil中对模型施工阶段进行定义，详情请查阅附录：悬臂法连续 梁桥施工阶段分析.mcb 2.2 模型分析模型分析 查看由施工荷载和移动荷载引起的总应力图（postcs）和施工中的最大最小应力图 （min/max）：图2-9 postcs和图2-10 min/max 图2-9 postcs 正 文 8 图2-10 min/max 查看8号块施工段的截面下缘的应力：图2-11 8号块CS 应力图 图2-11 8号块CS 应力图 查看梁单元应力(PSC)施工阶段主应力图和荷载组合下的应力正应力包络图： 图2-12 8号块应力图 正 文 9 图2-13 成桥后应力图 接着分别查看各个施工段的内力图：图集2-14 正 文 10 正 文 11 图集2-14各个施工段的内力图 正 文 12 第第 3 章章 总结总结 通过利用MIDAS/Civil对一（30+50+30）m跨径的三跨连续梁进行建模和分析，首先， 根据设计的原始资料和对应的规范标准对桥梁的总体布置和结构尺寸进行拟定。该桥采 用单向单室箱型变截面梁，支座处梁高为3.5米，跨中梁高为