桥梁软件应用实例6—建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析

1、Page 2概要概要 预应力箱型梁桥预应力箱型梁桥(PSC BOX Bridge)的施工工法一般有的施工工法一般有顶推法顶推法(ILM)、悬悬臂法臂法(FCM)、移动支架法移动支架法(MSS)等。等。 悬臂法悬臂法是由是由桥墩向跨中方向架设悬臂构件桥墩向跨中方向架设悬臂构件的方法，该工法不用水上作的方法，该工法不用水上作业，也不需要架设大量的临设和脚手架，因此可以灵活使用桥下空间。另业，也不需要架设大量的临设和脚手架，因此可以灵活使用桥下空间。另外，因为不直接与桥下河流或道路接触，因此被广泛使用于外，因为不直接与桥下河流或道路接触，因此被广泛使用于高桥墩高桥墩、大跨大跨度桥梁度桥梁中。中。 使

2、用悬臂法使用悬臂法(FCM)施工的预应力箱型梁桥，因为各施工阶段的结构体系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对各施工阶段做结构分析才能最终确定截面大小。另外，。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。要前阶段累积的分析结果。 本实例中我们主要学习使用悬臂法桥梁建模助手本实例中我们主要学习使用悬臂法桥梁建模助手建立悬臂法建立悬臂法(FCM)各施各施工阶段工阶段和和施工阶段分析的步骤施工阶段分析的步骤

3、，以及，以及确认各施工阶段应力确认各施工阶段应力、预应力损失预应力损失和和挠度挠度的方法。的方法。 实例中的桥梁为按悬臂法施工的实例中的桥梁为按悬臂法施工的现浇桥梁现浇桥梁。Page 3竣工后的桥梁模型竣工后的桥梁模型Page 4一、桥梁基本数据及一般截面一、桥梁基本数据及一般截面桥桥 梁梁 类类 型型 : 三跨预应力箱型连续三跨预应力箱型连续 梁桥梁桥(FCM)桥桥 梁梁 长长 度度 : L = 85.0 + 130.0 + 85.0 = 300.0 m桥桥 梁梁 宽宽 度度 : B = 12.7 m (2车道车道)斜斜 交交 角角 度度 : 90(正桥正桥)悬臂法悬臂法(FCM)的施工顺序

4、如右侧流的施工顺序如右侧流程图。程图。实例中悬臂法桥梁为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。 Page 5275 300.550130.00085.00085.000275 2.70040.0007.000桥梁始桥梁始点点桥梁终桥梁终点点纵向剖面图纵向剖面图OF BOXLC450 1.2501.8501.8501.250 4507.1002502502503252755.6808507.130250350801.8402602.700250350801.0501.7504501.7501.3501.3501.7504501.7501.05012.7006002.0003.50

5、05003.5002.000600250275标准截面图标准截面图Page 6150.00019.00012 4.750 = 57.000567891011121.000 6-19P12.00012 4.750 = 57.0007.0007.0001211109876543211234 CL 6-19 6-19FCM FCM FSM Key SegKey Seg一端张拉两端张拉区段区段零号块区段合龙段合龙段 下部钢束 上部钢束一端张拉两端张拉一端张拉钢束布置简图钢束布置简图Page 7 悬臂法施工阶段分析应该正确反应桥梁的施工顺序。悬臂法施工阶段分析应该正确反应桥梁的施工顺序。 施工阶段分析中

6、各施工阶段的定义，在施工阶段分析中各施工阶段的定义，在MIDAS/CIVIL里是通过里是通过激活激活和钝化结构群、边界群以及荷载群和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。来实现的。 下面将下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下：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、定义材料和截面 2、建立结构模型、建立结构模型 3、定义并构建结构群、定义并构建结构群 4、定义并构建边界群、定义并构建边界群 5、定义荷载群、定义荷载群 6、输入荷载、输入荷载 7、布置预应力钢束、布置预应力钢束 8、张拉预应力钢束、张拉预应力钢束 9、定义时间依存性材料特性值并

7、连接、定义时间依存性材料特性值并连接 10、运行结构分析、运行结构分析 11、确认分析结果、确认分析结果2-8步骤，悬臂法建模助手可以自动生成步骤，悬臂法建模助手可以自动生成Page 8二、使用的材料及其容许应力二、使用的材料及其容许应力2cicacm/kgf5 .148=f55. 0=f2citacm/kgf1 .13=f8 . 0=f2ckcacm/kgf0 .160f4 .0f2cktacm/kgf0 .32=f6 . 1=f容许应力容许应力施加预应力初期施加预应力初期预应力损失之后预应力损失之后压缩压缩张拉张拉设计强度：设计强度： 初期抗压强度：初期抗压强度： 弹性模量：弹性模量：Ec

8、=3.07105kgf/cm2容许应力：容许应力：2ckcm/kgf400=f2cicm/kgf270=f设计强度：设计强度： 弹性模量：弹性模量：Ec=2.35105kgf/cm22kgf/cm270ckfPage 92pymm/kgf160=fstrand/tonf6 .22=Py2pumm/kgf190=fstrand/tonf6 .26=Pu2cm7 .138pA26kgf/cm100 . 2pEmm6=s抗拉强度：抗拉强度： 截面面积：截面面积： 弹性模量：弹性模量： 张张 拉拉 力力： fpi=0.72fpu=137kgf/mm2顶顶/ /底板束：钢束与孔道壁的摩擦系数底板束：钢束

9、与孔道壁的摩擦系数 (0.2/0.3)(0.2/0.3)，孔道每米长度局部，孔道每米长度局部 偏差的摩擦系数偏差的摩擦系数 (0.001/0.0066)(0.001/0.0066) 钢锯变形及钢筋的内缩值：钢锯变形及钢筋的内缩值：0.006m0.006m屈服强度：屈服强度：锚固装置滑动：锚固装置滑动： 容许应力：容许应力： pof2pymm/kgf144=f9 . 02pumm/kgf133=f7 . 02pymm/kgf128=f8 . 0张拉时的最大控制应力张拉初期( )应力损失后使用状态Page 10 结构重力结构重力 自重自重：在程序中按自重输入在程序中按自重输入 二期恒载二期恒载 w

10、=3.432tonf/m三、荷载三、荷载)( -0)(kLXePP 截面面积截面面积 : Ap = 1.387 19 = 26.353 cm2 孔道直径孔道直径 : 100/103 mm fpj = 0.72 fpu = 13680 kgf/cm2 Pi = Ap fpj = 360.5 tonf 摩擦损失摩擦损失 :30. 0=006. 0k底板束底板束 :20. 0001. 0k顶板束顶板束 :Page 11mm6=Ic锚固装置滑动引起的损失锚固装置滑动引起的损失 : : SPPEAfP混凝土弹性收缩引起的损失混凝土弹性收缩引起的损失 : : 损失量损失量 钢束的松弛（钢束的松弛（Rela

11、xationRelaxation） 徐变和收缩引起的损失徐变和收缩引起的损失水泥水泥 : : 普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥长期荷载作用时混凝土的材龄长期荷载作用时混凝土的材龄 : : t0=5天天 混凝土与大气接触时的材龄：混凝土与大气接触时的材龄：ts=3天天 相对湿度：相对湿度：RH=70% 大气或养护温度：大气或养护温度：T=20 适用规范适用规范 : 道桥设计标准道桥设计标准CEB-FIP 徐变系数徐变系数 : 程序计算程序计算 混凝土收缩变形率混凝土收缩变形率 : 程序计算程序计算条件条件Page 12假设挂篮自重如下：假设挂篮自重如下：P=80.0tonfe=2.50mM=Pe=2

12、00.0tonfePM挂篮自重挂篮自重Page 13一、定义材料和截面一、定义材料和截面定义材料和截面之前要先设置定义材料和截面之前要先设置1、上部结构的材料特性、上部结构的材料特性 类型类型 混凝土混凝土 规范规范 KS-Civil(RC) 数据库数据库 C400 2、下部结构的材料特性、下部结构的材料特性 类型类型 混凝土混凝土 规范规范 KS-Civil(RC) 数据库数据库 C270 3、预应力钢束的材料特性、预应力钢束的材料特性 名称名称 (钢束钢束) ; 类型类型 用户定义用户定义 ; 规范规范 None 分析数据分析数据 弹性模量弹性模量 (2.0e7) 线膨胀系数线膨胀系数 (

13、1.0e-5)Page 141、预应力箱形截面、预应力箱形截面 预应力箱型截面的特性在预应力箱型截面的特性在悬臂法建模助手悬臂法建模助手中定义，不必在此另外中定义，不必在此另外定义。定义。2、桥墩的截面特性、桥墩的截面特性 数据库数据库 / 用户表单用户表单 截面号截面号 (1) ; 名称名称 (桥墩桥墩) 截面形状截面形状 实心矩形实心矩形 ; 用户用户 H (1.8), B(8.1) Page 15二、使用悬臂法建模助手建模二、使用悬臂法建模助手建模悬臂法建模助手悬臂法建模助手由由、三个表单组成。三个表单组成。1、输入模型数据、输入模型数据 在悬臂法建模助手的模型表单中，主要完成的工作：在

14、悬臂法建模助手的模型表单中，主要完成的工作：（1）定义桥梁的材料、基本数据；）定义桥梁的材料、基本数据；（2）桥梁段的划分）桥梁段的划分(参见参见word中图中图10)；（3）零号块的大小、桥墩类型和尺寸等；）零号块的大小、桥墩类型和尺寸等；（4）定义）定义每个桥梁段每个桥梁段的施工持续时间的施工持续时间(12天天)。 这里，将支膜和绑扎钢筋、布置钢束管道的时间定为这里，将支膜和绑扎钢筋、布置钢束管道的时间定为7 天，浇筑混凝土以及养护的时间定为天，浇筑混凝土以及养护的时间定为5天，因此将施工一个天，因此将施工一个 桥梁段的时间设定为桥梁段的时间设定为12天。天。Page 16悬臂法建模助手的

15、模型表单悬臂法建模助手的模型表单选择选择半径半径开关开关并输入半径，并输入半径，即可建立曲线即可建立曲线变截面悬臂法变截面悬臂法桥梁模型。桥梁模型。 Page 17 悬臂法的施工工期与桥墩数量和投入的作业车辆悬臂法的施工工期与桥墩数量和投入的作业车辆( (挂篮等挂篮等) )有关。因有关。因为各桥墩的悬臂部分并不是同时施工的，所以施工合龙段时为各桥墩的悬臂部分并不是同时施工的，所以施工合龙段时合龙段两侧合龙段两侧悬臂桥梁段的混凝土材龄是不同的悬臂桥梁段的混凝土材龄是不同的。由于两侧悬臂桥梁段混凝土材龄的。由于两侧悬臂桥梁段混凝土材龄的差异，引起同一施工阶段内施工的悬臂桥梁段的徐变和干缩以及预应力

16、差异，引起同一施工阶段内施工的悬臂桥梁段的徐变和干缩以及预应力钢束的预应力损失量的差异。也就是说，施工合龙段时合龙段两侧的截钢束的预应力损失量的差异。也就是说，施工合龙段时合龙段两侧的截面应力和位移是不同的，施工阶段分析时一定要考虑到这种情况。面应力和位移是不同的，施工阶段分析时一定要考虑到这种情况。 在在MIDAS/CIVILMIDAS/CIVIL中，通过中，通过施工阶段时间荷载施工阶段时间荷载功能决定单元的材料时间功能决定单元的材料时间依存特性，合龙段两侧桥梁段的材龄差异，由施工完两桥墩的零号块之依存特性，合龙段两侧桥梁段的材龄差异，由施工完两桥墩的零号块之后，施工第一个桥梁段的时间差异来

17、体现。后，施工第一个桥梁段的时间差异来体现。 在在施工工序计划表施工工序计划表的预定施工工序中以一行为的预定施工工序中以一行为1515天来表示施工桥梁天来表示施工桥梁所需时间以及预定的工序。根据预定的工序，两桥墩第一个桥梁段的开所需时间以及预定的工序。根据预定的工序，两桥墩第一个桥梁段的开始施工时间差为始施工时间差为6060天。天。 点击，点击， 输入两桥墩零号块的施工时间差。输入两桥墩零号块的施工时间差。 Page 18 混凝土是具有时间依存特性的材料，混凝土的强度、徐变和干缩系数都随混凝土是具有时间依存特性的材料，混凝土的强度、徐变和干缩系数都随时间而变化。时间而变化。混凝土的材龄越小，混

18、凝土的时间依存特性值的变化越大。混凝土的材龄越小，混凝土的时间依存特性值的变化越大。 在施工阶段分析中，因为混凝土一般都处于早期材龄状态，为了正确地反在施工阶段分析中，因为混凝土一般都处于早期材龄状态，为了正确地反映混凝土的材料时间依存特性，需要正确输入混凝土初始材龄的信息。初始材映混凝土的材料时间依存特性，需要正确输入混凝土初始材龄的信息。初始材龄是指在混凝土养护期间拆模之后，开始施加持续荷载时的混凝土材龄。程序龄是指在混凝土养护期间拆模之后，开始施加持续荷载时的混凝土材龄。程序将利用输入的初始材龄计算混凝土的弹性系数、徐变系数、干缩系数。将利用输入的初始材龄计算混凝土的弹性系数、徐变系数、

19、干缩系数。 主要构件的主要构件的初始材龄初始材龄从施工工序计划表中构件的从施工工序计划表中构件的施工持续时间里扣除支模施工持续时间里扣除支模和绑扎钢筋所需时间和绑扎钢筋所需时间而得。而得。 FSM 区段区段 : 60 天天 合龙段合龙段(Key Seg.) : 10 天天 零号块零号块 : 15 天天 一般桥梁段一般桥梁段 : 5 天天 桥墩桥墩 : 100 天天点击点击 ，输入各主要构件的初期材龄。，输入各主要构件的初期材龄。Page 192、输入预应力箱型截面数据、输入预应力箱型截面数据 为了能承受悬臂法施工时的弯矩和剪力，为了能承受悬臂法施工时的弯矩和剪力，FCM桥梁的截面一般设计成桥梁

20、的截面一般设计成支座截面高于跨中截面支座截面高于跨中截面的变截面梁。的变截面梁。 在悬臂法建模助手中，用户只需输入在悬臂法建模助手中，用户只需输入跨中截面跨中截面和和支座处截面支座处截面，程序将，程序将自动生成截面高度按二次方程变化的曲线桥梁。自动生成截面高度按二次方程变化的曲线桥梁。 参照下页梁的截面图形输入截面尺寸。输入完截面尺寸以后在查看选参照下页梁的截面图形输入截面尺寸。输入完截面尺寸以后在查看选项中选择实际截面，可以观察到实际输入的截面形状。项中选择实际截面，可以观察到实际输入的截面形状。 挂篮的荷载挂篮的荷载应该输入包含模板的重量以及偏心距离，程序将自动转换应该输入包含模板的重量以

21、及偏心距离，程序将自动转换成垂直荷载和弯矩。成垂直荷载和弯矩。 如果选择考虑混凝土湿重的话，则在支模和绑扎钢筋之后如果选择考虑混凝土湿重的话，则在支模和绑扎钢筋之后 (默认为从默认为从桥梁段的施工持续时间中扣除桥梁段的初期材龄时间桥梁段的施工持续时间中扣除桥梁段的初期材龄时间)，程序将自动施加，程序将自动施加混凝土湿重。混凝土湿重。 在结构体系不变的情况下，如果已经施加挂篮荷载在结构体系不变的情况下，如果已经施加挂篮荷载(包括模板重量包括模板重量)而而由于不可知的原因没有立即施加混凝土湿重时，不需要另外建立施工阶段，由于不可知的原因没有立即施加混凝土湿重时，不需要另外建立施工阶段，只需利用添加

22、步骤功能输入一个步骤即可。只需利用添加步骤功能输入一个步骤即可。 挂篮荷载挂篮荷载 (包含模板荷载包含模板荷载) 考虑混凝土湿重考虑混凝土湿重 (开开) P ( 80 ) ; e ( 2.5 )Page 20OF BOXLC4501.2501.8501.8501.2504502502503252755.9008502503502.1902602503501.0501.7504501.7501.3501.3501.7504501.7501.0502751.0501.7501.0501.750可以确认截面形状可以确认截面形状Page 213、预应力钢束的布置、预应力钢束的布置 在在预应力钢束表单预

23、应力钢束表单中输入中输入钢束在横截面上的位置钢束在横截面上的位置以及以及在各桥梁段锚固在各桥梁段锚固的钢束数量的钢束数量。输入了钢束在各横截面上的位置以及锚固数量后，程序将。输入了钢束在各横截面上的位置以及锚固数量后，程序将自动生成预应力钢束的形状。自动生成预应力钢束的形状。 预应力钢束在横截面方向上的布置在建模助手中预应力钢束在横截面方向上的布置在建模助手中只能按等间距只能按等间距布置，布置，因为预应力钢束在横截面方向的间距对整个施工阶段分析的结果影响不因为预应力钢束在横截面方向的间距对整个施工阶段分析的结果影响不大，所以当钢束在横截面方向上的布置不是等间距时，可以输入大，所以当钢束在横截面

24、方向上的布置不是等间距时，可以输入各钢束各钢束距离的平均值距离的平均值。 边跨和中间跨预应力钢束的布置图见边跨和中间跨预应力钢束的布置图见下面图下面图16、17。Page 22预应力钢束和预应力预应力钢束和预应力 (开开)截面类型截面类型 单箱单室单箱单室H1 ( 0.17 ) ; H2 ( 0.32 ) ; H3 ( 0.29 ) ; H4 ( 0.14 )W1 ( 0.1 ) ; W2 ( 0.1 ) ; W3 ( 0.06 ) ; S ( 0.175 )DX1 ( 0.1 ) ; DY1 ( 0.3 ) ; DX2 ( 0.1 )DY2 ( 0.3 ) ; DX3 ( 0.3 ) ; D

25、Y3 ( 0.19 )相等相等 (开开)N1 ( 7 ) ; N2 ( 3 ) ; N3 ( 6 ) ; N4 ( 3 ) ; N5 ( 2 )N6 ( 7 ) ; N7 ( 2 ) ; N8 ( 5 )Page 234 175=7004505 175=8754506 175=1.05060100100170150300300190140 150450图图16边边跨跨预预应应力力钢钢束束的的布布置置图图Page 246 175=1.0504505 175=8754506 175=1.05060100100170150300300190140 150450图图17中中间间跨跨预预应应力力钢钢束束

26、的的布布置置图图Page 254、输入预应力钢束的特性值和预应力钢束的张力、输入预应力钢束的特性值和预应力钢束的张力 因为顶板束和底板束的预应力损失量不同，所以应分别定义顶板因为顶板束和底板束的预应力损失量不同，所以应分别定义顶板束和底板束。束和底板束。 钢束张力设定为极限强度的钢束张力设定为极限强度的72%。因为底板束的锚固位置有可能。因为底板束的锚固位置有可能不在桥梁段的端部而在任意的位置，因此将底板束的锚固位置定义为不在桥梁段的端部而在任意的位置，因此将底板束的锚固位置定义为与桥梁段的比例长度。与桥梁段的比例长度。Page 26（顶板束（顶板束/底板束）底板束）荷载荷载/ 预应力荷载预应

27、力荷载 / 预应力钢束的特性值预应力钢束的特性值预应力钢束总面积预应力钢束总面积 (0.0026353=138.710-419) 或输入或输入钢铰线公称直径钢铰线公称直径15.2mm(0.6)，钢铰线股数，钢铰线股数 ( 19 )钢束孔道直径钢束孔道直径 (0.103) ; 松弛系数松弛系数 (45)预应力钢筋与孔道摩擦系数预应力钢筋与孔道摩擦系数 (0.2/0.3) ; 孔道每米局部偏差摩擦系数孔道每米局部偏差摩擦系数 (0.001/0.0066)极限强度极限强度(190000) ; 屈服强度屈服强度 (160000)张拉方法张拉方法后张法后张法 锚具变性和钢筋内缩值锚具变性和钢筋内缩值开始

28、点开始点 (0.006) ; 结束点结束点(0.006) 当钢束施加张拉力，当钢束施加张拉力，维持其一定的应变维持其一定的应变时，作用到钢束上时，作用到钢束上的张拉应力随时间的张拉应力随时间的推移逐渐减小，的推移逐渐减小，这个现象称之为这个现象称之为(Relaxation)。MIDAS/Civil采用采用Magura公式来考虑公式来考虑钢束的松弛。松弛钢束的松弛。松弛系数为该式中与钢系数为该式中与钢材有关的常数，一材有关的常数，一般钢材取值为般钢材取值为10，低松弛钢材取值低松弛钢材取值45。顶板束顶板束 顶板束顶板束 ; 底板束底板束 底板束底板束张拉应力张拉应力 顶板束顶板束( 0.72

29、) ( Su ) ; 底板束底板束( 0.72 ) ( Su )锚具位置锚具位置 ( 1 )顶板束孔道注浆顶板束孔道注浆 每每 ( 1 ) 个施工阶段个施工阶段Page 27 因为弯矩随悬臂长度增加而增大，所以所需钢束数量也将增多，从而因为弯矩随悬臂长度增加而增大，所以所需钢束数量也将增多，从而也会产生一个桥梁段内锚固两个钢束的情况。也会产生一个桥梁段内锚固两个钢束的情况。 参照参照下面图下面图20输入锚固在各输入锚固在各桥梁段的桥梁段的钢束数量钢束数量。 钢束锚固数量钢束锚固数量相同相同 (开开)桥梁段桥梁段 P.T, Seg6, Seg7, Seg8, Seg9, Seg10锚固数量锚固数

30、量 ( 2 ) 相同相同 (开开) ; 桥梁段桥梁段 Seg1, Seg2, Seg3, Seg4, Seg12锚固数量锚固数量 ( 0 ) 相同相同 (开开) ; 桥梁段桥梁段 Seg1, Seg2, Seg3, Seg4, Seg12 锚固数量锚固数量 ( 0 )桥梁段桥梁段 Seg5, Seg11 锚固数量锚固数量 ( 2 ) Page 28Page 29图图20 预应力钢束布置图预应力钢束布置图(纵向纵向)Page 30输入完所有数据之后按输入完所有数据之后按键结束悬臂法桥梁建模助手并确认建立的模型。键结束悬臂法桥梁建模助手并确认建立的模型。在悬臂法桥梁建模助手中自动将各边界条件定义成

31、如下在悬臂法桥梁建模助手中自动将各边界条件定义成如下: 桥梁两端为可移动铰支座，桥梁两端为可移动铰支座，桥墩底部为固定支座，桥墩底部为固定支座，桥墩和预应力箱型梁用具有强大刚度的弹性单元连接。桥墩和预应力箱型梁用具有强大刚度的弹性单元连接。Page 31三、编辑和添加数据三、编辑和添加数据1、查看施工阶段、查看施工阶段 在定义了施工阶段之后，在定义了施工阶段之后，MIDAS/CIVIL将在两个作业模式将在两个作业模式(基本阶段基本阶段和施工阶段和施工阶段)内工作。内工作。 基本阶段模式：基本阶段模式：用户可以输入所有结构模型数据、荷载条件以及边界用户可以输入所有结构模型数据、荷载条件以及边界条

32、件，但条件，但不在此阶段做结构分析不在此阶段做结构分析。 施工阶段模式：施工阶段模式：是指能做结构分析的模式。在施工阶段模式中，除了是指能做结构分析的模式。在施工阶段模式中，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。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、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。在施工阶段模式中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

33、件和荷载条件。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。在施工阶段模式中不能修改或删除节点和单元。除了处于激活状态的边界在施工阶段模式中不能修改或删除节点和单元。除了处于激活状态的边界条件和荷载条件以外，其它数据的修改和删除只能在基本阶段模式中进行。条件和荷载条件以外，其它数据的修改和删除只能在基本阶段模式中进行。Page 32在施工阶段工具条中选择各施工阶段确认各施工阶段的荷载。在施工阶段工具条中选择各施工阶段确认各施工阶段的荷载。Page 332、修改施工阶段、修改施工阶段 在悬臂法桥梁建模助手中，我们曾将桥梁段的施工持续时间统一设在悬臂法桥梁建模助手中，我们曾将桥

34、梁段的施工持续时间统一设定为定为12天。在图天。在图11的预定工程表中预定合龙段的施工持续时间为的预定工程表中预定合龙段的施工持续时间为30天。天。因此桥梁段因此桥梁段12被激活后施工合龙段的准备时间为被激活后施工合龙段的准备时间为3010(合龙段的初期合龙段的初期材龄材龄)=20天。天。 在桥梁段在桥梁段12处于激活状态的处于激活状态的施工阶段施工阶段(CS13)的施工阶段持续时间修的施工阶段持续时间修改为改为30天，将合龙段混凝土湿重天，将合龙段混凝土湿重(KeyWetConc1，3)加载时间利用添加加载时间利用添加步骤功能设定为阶段内的一个步骤并设定加载时间为第步骤功能设定为阶段内的一个

35、步骤并设定加载时间为第20天。天。 使用与施工阶段使用与施工阶段13相同的方法相同的方法修改施工阶段修改施工阶段15。根据施工工序计划。根据施工工序计划表合龙段表合龙段2的施工持续时间为的施工持续时间为30天，所以将施工阶段天，所以将施工阶段15的施工阶段持续的施工阶段持续时间修改为时间修改为30天。将合龙段混凝土湿重天。将合龙段混凝土湿重(KeyWetConc2)加载时间利用加载时间利用添加步骤功能设定为阶段内的一个步骤并设定加载时间为第添加步骤功能设定为阶段内的一个步骤并设定加载时间为第20天。天。Page 343、施加设计恒载、施加设计恒载 当所有的合龙段的连接当所有的合龙段的连接(钢束

36、连接钢束连接)最终完成之后，加载桥面铺装、最终完成之后，加载桥面铺装、栏杆、护墙等二次设计恒载。将二次设计恒载加载至栏杆、护墙等二次设计恒载。将二次设计恒载加载至10000天，在考天，在考虑了徐变和干缩的影响后生成预拱度控制图。虑了徐变和干缩的影响后生成预拱度控制图。 将二期恒载加载到施工阶段将二期恒载加载到施工阶段CS16，并把，并把CS16的施工持续时间设置的施工持续时间设置为为10000天。天。 为了加载二期恒载，要为了加载二期恒载，要先定义荷载条件并生成荷载群先定义荷载条件并生成荷载群。（1）定义静力荷载工况；）定义静力荷载工况；二期恒载（施工阶段荷载）二期恒载（施工阶段荷载）（2）建

37、立荷载群；）建立荷载群；二期恒载二期恒载 将二期恒载施加给预应力箱型粱。将二期恒载施加给预应力箱型粱。 二期恒载的大小为二期恒载的大小为3.432tonf/m，加载方向为，加载方向为Z方向。方向。 在施工阶段在施工阶段16里将荷载群里将荷载群2nd激活，并将施工阶段激活，并将施工阶段16的施工持续时的施工持续时间设定为间设定为10000天。天。Page 35四、时间依存性材料特性的定义和连接四、时间依存性材料特性的定义和连接 建立了上部和下部混凝土结构的模型之后，我们将定义各截面的混建立了上部和下部混凝土结构的模型之后，我们将定义各截面的混凝土材料时间依存特性：凝土材料时间依存特性： 1、强度

38、发展曲线、强度发展曲线 2、徐变系数、徐变系数 3、干缩系数、干缩系数是构件形状指数是构件形状指数(Notational Size of Member)的函数，所以需要定义了变截面尺寸之后再的函数，所以需要定义了变截面尺寸之后再输入混凝土的时间依存性材料特性。输入混凝土的时间依存性材料特性。 根据道桥设计规范和根据道桥设计规范和CEB-FIP的规定，当构件的的规定，当构件的尺寸不同尺寸不同时混凝土的时混凝土的徐变系数和干缩系数将不同徐变系数和干缩系数将不同。因此为了在分析时能正确考虑材料的时间依。因此为了在分析时能正确考虑材料的时间依存特性，必须分别计算各构件的材料时间特性，也就是说必须定义相

39、当于存特性，必须分别计算各构件的材料时间特性，也就是说必须定义相当于不同截面单元总数的材料并赋予材料不同的时间依存特性值。不同截面单元总数的材料并赋予材料不同的时间依存特性值。 MIDAS/CIVIL根据各单元的材龄自动计算材料的时间特性。使用修根据各单元的材龄自动计算材料的时间特性。使用修改单元依存材料特性值功能可以生成符合改单元依存材料特性值功能可以生成符合CEB-FIP规定的材料时间依存特规定的材料时间依存特性以及与此相对应的材料，并能自动赋予各相关单元以该材料特性值。性以及与此相对应的材料，并能自动赋予各相关单元以该材料特性值。Page 36 使用使用修改单元依存材料特性值修改单元依存

40、材料特性值功能生成变截面单元的徐变系数和干缩系功能生成变截面单元的徐变系数和干缩系数的步骤如下。数的步骤如下。1. 定义定义CEB-FIP规定的徐变和干缩材料特性规定的徐变和干缩材料特性2. 将时间依存性材料特性与实际定义的材料连接将时间依存性材料特性与实际定义的材料连接3. 使用修改单元依存材料特性值功能，将与构件尺寸有关的系数使用修改单元依存材料特性值功能，将与构件尺寸有关的系数(构件构件几何形状指数几何形状指数)赋予各单元赋予各单元 实行上述步骤的话，在施工阶段分析中凡是由修改单元依存材料特性实行上述步骤的话，在施工阶段分析中凡是由修改单元依存材料特性值功能修改的单元的构件几何形状指数均

41、按步骤值功能修改的单元的构件几何形状指数均按步骤3的结果计算的结果计算(步骤步骤1中定义中定义的构件几何形状指数将被替代的构件几何形状指数将被替代)徐变和干缩。徐变和干缩。28天强度天强度 : fck = 400 kgf/cm2 (预应力箱型梁预应力箱型梁), 270 kgf/cm2 (桥墩桥墩)相对湿度相对湿度 : RH = 70 %几何形状指数几何形状指数 : 输入任意值输入任意值混凝土种类混凝土种类 : 一般混凝土一般混凝土 (N.R)拆模时间拆模时间 : 3天天 1、参照下面数据输入时间依存材料特性值：、参照下面数据输入时间依存材料特性值：Page 37模型模型 / / 特性值特性值

42、/ / 名称名称 (C400) ; 设计标准设计标准 CEB-FIP混凝土混凝土28天抗压强度天抗压强度 (4000) 相对湿度相对湿度 (40 99) (70) 构件几何形状指数构件几何形状指数 (1) 混凝土种类混凝土种类 普通或速凝混凝土普通或速凝混凝土 (N, R) 拆模时间拆模时间(开始发生干缩时的混凝土材龄开始发生干缩时的混凝土材龄) (3) 名称名称 (C270) ; 设计标准设计标准 CEB-FIP混凝土混凝土28天抗压强度天抗压强度 (2700) 相对湿度相对湿度 (40 99) (70) 构件几何形状指数构件几何形状指数 (1) 混凝土种类混凝土种类 普通或速凝混凝土普通或

43、速凝混凝土 (N, R) 拆模时间拆模时间(开始发生干缩时的混凝土材龄开始发生干缩时的混凝土材龄) (3) Page 38模型模型 / / 特性值特性值 / / 名称名称 (C400) ; 类型类型 设计标准设计标准 强度发展曲线强度发展曲线 设计标准设计标准 CEB-FIP混凝土混凝土28天抗压强度天抗压强度(S28) (4000) 混凝土类型混凝土类型(a) (N, R : 0.25) 模型模型 / / 特性值特性值 / / 名称名称 (C270) ; 类型类型 设计标准设计标准 强度发展曲线强度发展曲线 设计标准设计标准 CEB-FIP混凝土混凝土28天抗压强度天抗压强度(S28) (2

44、700) 混凝土类型混凝土类型(a) (N, R : 0.25) Page 392、时间依存材料特性值的连接、时间依存材料特性值的连接模型模型 / / 特性值特性值 / / 时间依存性材料类型时间依存性材料类型 徐变徐变/干缩干缩 C400 抗压强度抗压强度 C400选择连接材料选择连接材料 材料材料 1:C400 选择的材料选择的材料 时间依存性材料类型时间依存性材料类型 徐变徐变/干缩干缩 C270 抗压强度抗压强度 C270选择连接材料选择连接材料 材料材料 2:C270 选择的材料选择的材料 Page 40 如果使用如果使用功能输入构件的几何形状指数功能输入构件的几何形状指数(h，构件

45、的几何形状指数，构件的几何形状指数)时，在定义时间依存性材料特性时输入的几何形时，在定义时间依存性材料特性时输入的几何形状指数将被状指数将被中定义的各单元的几何形状指数替中定义的各单元的几何形状指数替代，程序将使用替代后的几何形状指数计算徐变和干缩。代，程序将使用替代后的几何形状指数计算徐变和干缩。 模型模型 / / 特性值特性值 / / 选项选项 添加添加/替换替换单元依存材料单元依存材料 构件的几何形状指数构件的几何形状指数 自动计算自动计算Page 41五、分解变截面群五、分解变截面群 使用悬臂法建模助手中的使用悬臂法建模助手中的功能，可以自动生成变截面单元。功能，可以自动生成变截面单元

46、。 在在功能中，用户只需输入两个端部截面，程序将自动计算出功能中，用户只需输入两个端部截面，程序将自动计算出内部变截面各部分的截面特性值。内部变截面各部分的截面特性值。 MIDAS/CIVIL在分析具有变截面群的结构模型时，在分析之前要重新在分析具有变截面群的结构模型时，在分析之前要重新计算变截面群内各单元的截面特性值，然后生成分析数据。所以如果计算变截面群内各单元的截面特性值，然后生成分析数据。所以如果在结在结构分析之前将变截面群分解后将截面数据赋予各单元构分析之前将变截面群分解后将截面数据赋予各单元，将会缩短计算分析，将会缩短计算分析时间。时间。模型模型 / / 特性值特性值 / / 名称

47、名称 TSGroup14新开始截面号新开始截面号 ( 1 )Page 42六、运行结构分析六、运行结构分析 建立了结构模型和施工阶段数据之后，分析之前用户需决定在施建立了结构模型和施工阶段数据之后，分析之前用户需决定在施工阶段分析中工阶段分析中是否考虑时间依存材料特性是否考虑时间依存材料特性、是否考虑预应力钢束的是否考虑预应力钢束的预应力损失量预应力损失量，并且要输入徐变计算所需的，并且要输入徐变计算所需的收敛条件收敛条件和和计算迭代次计算迭代次数数。 最终阶段最终阶段 最后阶段最后阶段 分析选项分析选项 考虑时间依存材料特性考虑时间依存材料特性 (开开) 时间依存材料特性时间依存材料特性 徐

48、变和干缩徐变和干缩 (开开) ; 类型类型 徐变和干缩徐变和干缩 徐变计算收敛条件徐变计算收敛条件 迭代次数迭代次数 ( 5 ) ; 容许应力容许应力 ( 0.01 ) 对较大时间间隔自动划分时间步骤对较大时间间隔自动划分时间步骤 (开开) 钢束预应力损失钢束预应力损失 (徐变和干缩徐变和干缩) (开开) 抗压强度的变化抗压强度的变化 (开开) 钢束预应力损失钢束预应力损失 (弹性收缩弹性收缩) (开开)Page 43七、查看分析结果七、查看分析结果1、确认施工阶段分析结果、确认施工阶段分析结果 方法有两种方法有两种（1）确认所有构件在指定施工阶段的应力以及位移。）确认所有构件在指定施工阶段的

49、应力以及位移。（2）确认指定单元在各施工阶段的应力以及位移的变化的方法。）确认指定单元在各施工阶段的应力以及位移的变化的方法。2、使用图形查看应力和内力、使用图形查看应力和内力 下部翼缘在施工阶段下部翼缘在施工阶段13受最大压应力，使用图形查看施工阶段受最大压应力，使用图形查看施工阶段13下部下部翼缘应力。翼缘应力。施工阶段施工阶段 CS13结果结果 / 桥梁应力图形桥梁应力图形 荷载工况荷载工况/荷载组合荷载组合 荷载工况荷载工况: 组合组合 (开开) ; 步骤步骤 最后步骤最后步骤 图形类型图形类型 应力应力 (开开) ; X-轴类型轴类型 节点节点 (开开) 内力成分内力成分 轴力轴力

50、(开开) ; 弯矩弯矩 Mz (关关) ; 弯矩弯矩 My (开开) -z 桥梁单元群桥梁单元群 桥梁主梁桥梁主梁 画容许应力线画容许应力线 (开开) 抗压强度抗压强度 ( 1600 ) ; 抗拉强度抗拉强度 ( 320 )Page 44将鼠标放在图形的指定位置按住鼠标拖动，则鼠标滑过的范围将被放大。将鼠标放在图形的指定位置按住鼠标拖动，则鼠标滑过的范围将被放大。在图形中按鼠标右键选择全部放大则图形将恢复到最初状态。在图形中按鼠标右键选择全部放大则图形将恢复到最初状态。 定义函数定义函数 梁单元内力梁单元内力/应力应力 梁单元内力梁单元内力/应力应力 名称名称 ( Top ) ; 单元号单元号

51、 ( 19 ) ; 应力应力 (开开) 节点节点 I-节点节点 ; 内力组成内力组成 弯应力弯应力(+z) 考虑轴力考虑轴力 (开开) 梁单元内力梁单元内力/应力应力 名称名称 ( Bot ) ; 单元号单元号 ( 19 ) ; 应力应力 (开开) 节点节点 I-节点节点 ; 内力组成内力组成 弯应力弯应力(-z) 考虑轴力考虑轴力 (开开) 输出模式输出模式 多函数多函数 ; 步骤选项步骤选项 所有步骤所有步骤 选择输出函数选择输出函数 Top (开开) ; Bot (开开) 荷载工况荷载工况/荷载组合荷载组合 组合组合 图形标题图形标题 ( 应力时程应力时程 ) 施工阶施工阶段段/步骤步骤

52、时程图形时程图形只有在模只有在模型空间才型空间才能使用，能使用，所以需要所以需要转换到模转换到模型空间。型空间。Page 45 定义函数定义函数 梁单元内力梁单元内力/应力应力 梁单元内力梁单元内力/应力应力 名称名称 ( Moment ) ; 单元号单元号 ( 19 ) ; 内力内力 (开开) 节点节点 I-节点节点 ; 内力组成内力组成 弯矩弯矩 (-y) 输出模式输出模式 多荷载工况多荷载工况 ; 步骤选项步骤选项 最后步骤最后步骤 选择输出荷载工况选择输出荷载工况 自重自重 (开开) ; 恒荷载恒荷载 (开开) ; 钢束张拉荷载钢束张拉荷载 (开开) 钢束次生荷载钢束次生荷载 (开开) ; 徐变和干缩荷载徐变和干缩荷载 (开开) 徐变和干缩次生荷载徐变和干缩次生荷载 (开开) ; 组合组合 (开开) 定义的函数定义的函数 弯矩弯矩 图形标题图形标题 ( 弯矩弯矩 )Page 46 使用表格查看施工阶段分析时，可以利用纪录激活对话框按使用表格查看施工阶段分析时，可以利用纪录激活对话框按单元、荷载、施工阶段、单元上应力输出位置等分类查看。单元、荷载、施工阶段、单元上应力输出位置等分类查看。 下面使用表格查看