桥梁教学图片施工控制

1、桥梁工程中的施工控制本文中使用的基本定义装配形状:无应力状态下桥段几何形状，无刚性部分组每个桥段只有一个装配形状预拱度线:施工过程中，某个特定的时间，反映桥梁结构 (桥面板, 桥塔) 的合特殊状态的位移线在施工过程中有许多预拱度线通常，预拱度线里包含了加工形状和到此阶段为止作用在结构结上的荷载出厂形状:反映已连接的节段的几何形状，仅考虑装配形状，没有其它荷构载（甚至没有自重）不是所有的出厂形状可以无应力安装 它们中的一些只有使用强迫约束才能安装本文中使用的基本定义组合结构索单元的装最好的索的每如果度配形状:选择是使用索的无应力长度“L0”次对应一个无应力长度被了三次 那么这个有三个不同的无应力

2、长本文中使用的基本定义组合结构桥梁设计设计基本上设计过程中状态所进行计算中，装因此, 最终桥梁施工其目的是根据装配形根据每根有必要添加是基于力而不是位移, 预拱度和装配形状看作是为了完全地符合最终成的附加修正配形状不是被看作静力的成桥阶段分析和施工阶段分析通常得到不同的结果现场的施工过程状定义所有的节段的顺序决定的无应力长度定义所有的附加修正(节段位置偏差, 加载等) 到设计中桥。本文中使用的基本定义桥梁设计输入：输入：输入：输出：结果：桥梁施工输入：输入：输入：目标几何形状组施工进度计划和加载过程只能通过“力”来加载。基本上不可能通过“位移”来加载结构中的最终内力和位移以及与目标几何形状之间

3、的差异合通过装配形状(*)来调整这个差异所有单元/的装配形状(*)结施工进度计划 & 加载过程可以通过“力”或者“位移”来加载。附加位移修正 附加荷载构输出：结构中的实际内力和位移本文中使用的基本定义组合结构桥梁设计忽略：装配形状的静力效应未知：结构的实际位移桥梁施工输入：单元的装配形状输入：附加修正输入：加载过程输出：结构的实际位移有必要添加附加修正(节段位置偏差, 加载等) 到设计中本文中使用的基本定义组合结构假定: 定义反映最终成桥状态的结步骤 1: 运行结构分析直到最步骤 2: 反转全桥的最终位移步骤 3: 除去每个节段的刚性步骤 4: 选择参考体系 (6 个I通过这种方法可以彻底地补

4、偿结优点:这是一个相当简单的前进分缺点:每个新的修正都必须要分析对施工控制而言不是很精确也要补偿所有的附加修正 (构终成桥阶段(每个段有12 个部分度) 并 重新计算每个节构的全部位移析的过程到最终的成桥阶段节段位置偏差等)度)段的值步骤 1组LC 1合结LC 2构LC 3荷载工况之和 (SUMLC)步骤 2组LC 1合结LC 2构LC 3荷载工况之和 (SUMLC) (-1)挠度线范例 1 悬臂施工组合结构5 个施工阶段L自重范例 1 悬臂施工1荷载工况组2合3结构45范例 1 悬臂施工施工阶段 10.0组-0.2合-0.4结-0.6构-0.8-1.00.00.20.40.60.81.0 x

5、 / Lvy / vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 20.0组-0.2合-0.4结-0.6构-0.8-1.00.00.20.40.60.81.0 x / Lvy / vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 30.0组-0.2合-0.4结-0.6构-0.8-1.00.00.20.40.60.81.0 x / Lvy / vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 40.0组-0.2合-0.4结-0.6构-0.8-1.00.00.20.40.60.81.0 x / Lvy / vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 50.0组-0.2合-0.4结-0.6构-0.8-1.00.00.20.40.6

6、0.81.0 x / Lvy / vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 60.0组-0.2合-0.4结-0.6构-0.8-1.00.00.20.40.60.81.0 x / Lvy / vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 21组0.8合0.6结0.4构0.2000.20.40.60.81x / Lvy/ vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 31组0.8合0.6结0.4构0.2000.20.40.60.81x / Lvy/ vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段 41组0.8合0.6结0.4构0.2000.20.40.60.81x / Lvy/ vy,max范例 1 悬臂施工施工阶段

7、51组0.8合0.6结0.4构0.2000.20.40.60.81x / Lvy/ vy,max范例 1 悬臂施工最终成桥阶段1组0.8合0.6结0.4构0.2000.20.40.60.81x / Lvy/ vy,max线性 vs. 非线性体系适用于线弹性分析。体系对非线性分析而言只是一个近似。问题:组合结构?范例 2 3跨桥挠度线G2 G1组合结构231范例 2 3跨桥施工阶段 11.00.8组0.60.4合0.20.0结-0.2构-0.4-0.60.000.330.671.00 x / Lvy/ vy,max范例 2 3跨桥施工阶段 11.00.8组0.60.4合0.20.0结-0.2构-

8、0.4-0.60.000.330.671.00 x / Lvy/ vy,max范例 2 3跨桥施工阶段 11.00.8组0.60.4合0.20.0结-0.2构-0.4-0.60.000.330.671.00 x / Lvy/ vy,max范例 2 3-跨桥 G21.00.8组0.60.4合0.20.0结-0.2构-0.4-0.60.000.330.671.00 x / Lvy/ vy,max预拱度和装配形状1.00.8组0.60.4合0.20.0结-0.2预拱度构-0.4-0.60.000.330.671.00 x / Lvy/ vy,max装配形状参考体系节点坐标定义一个参考体系 。大多数情

9、况下, 参考体系是结构的最终位置（目标几何形状）。对结构加载导致位移。组合结构位移线弹性理论: 位移是相对于参考体系的小偏移。非线性理论: 结构体系是发生形变的、受载的、平衡的。位移只是相对于理想的参考体系而定义的。线弹性分析: 结构体系的特性不受位移的影响。非线性分析: 结构体系的特性依赖于位移。组合结构结构体系的特性线弹性理论:结构体系的参数不受位移的影响。在理论范围内，挠度计算是“精确的”。组合非线性理论: 位移影响结构体系的参数。挠度计算只是近似的。迭代过程有助于提高精度。结构施工控制组合结构RM2004 为施工控制提供新在 RM2000 中没有这个功能新的计算类型用于模拟桥梁除了新的

10、计算类型以外，增精确地输入每个节段/输入两个节段之间的接这种新的计算类型与大变形的计算类型的施工过程加一些附加输入的装配形状合处的附加几何理论没有以便:修正。施工控制组合结构所有的附加输入诸如装配形状几何修正通过新的荷载类型在程序中实现变换方程式等号的右侧部分。施工控制 背景技术组合结K)* ( 0(F0)构总的位移向量之前荷载工况之和作用下的位移在对新的荷到之前的最后的信息将会这种“移动:载工况的迭位置（荷载工况起来以备之后”不会在单元和结始之前，把每个单元“移动”之和作用下）。这次“移动”的内力计算之用。构中产生任何的的附加力施工控制 背景技术组合F K ( ) *(LCcorr 0 )结

11、LCcorr0附加的新位移构位移修正(如果有)之前荷载工况之和作用下的位移 LCcorr为了实现任何必要的修正，在位移向量中有一个附加项这种“修正位移项”允许用户在计算中输入任何类型的修正施工控制 梁组合结构施工控制 索组合结构节段位置偏差修正节段位置偏差修正 如何实现?corr组合结构迭代 Node Element施工控制组LC 1合结LC 2构LC 3荷载工况之和 (SUMLC)修正加载类型和选项组合结构新的选项用于自动节段位置修正 (可由用户激活)除此之外, 在 RM2004 中有一组新的荷载类型用于施工控制:CSCORR (荷载之和的节段位置偏差修正)DSPA (单元起始端附加修正)D

12、SPE (单元结束端附加修正)修正荷载类型组合结构CSCOR-节段位置修正，包括线位移修正和角位移修正CSCOR-节段位置修正，仅仅是线位移修正施工阶段节段位置修正修正荷载类型组合结构DSPA DSPE-可以修正角度-也可以修正线位移 (通常不需要)附加单元起始点和结束点位移装配形状加载类型组合结构RM2004为施工控制提供一组新的计算类型:FSHPFSHPAFSHPE可以使用现存的荷载类型（主要用于调索）:LX0FX0的装配形状荷载类型“LX0”、“FX0”组Lsys合Lsys结LX0构FX00( EAFX L LX0)sysLX0梁和弹簧的装配形状荷载类型 “FSHP”组Ry(E)Rz(E

13、)合Rx结Ry(B)Rz(B)Vx构梁和弹簧的装配形状荷载类型“FSHPB”组Vx(B)Vy(B)Vz(B)合结构Rx(B)Ry(B)Rz(B)梁和弹簧的装配形状荷载类型“FSHPE”组Rx(E)Ry(E)Rz(E)合结)构Vx(E Vy(E Vz(E施工控制中荷载工况的应用组合结构荷载类型单元类型CSCOR梁, 弹簧DSPADSPEFSHP梁, 弹簧FSHPAFSHPEFX0LX0计算中的 “设置”组合结构新的荷载类型组合结构实例h Shi 大桥Kao组合结构 330m 实例h Shi 大桥Kao组合结构实例挠度 钢梁组合下一页结构实例 挠度 - 钢梁之前的施工阶段拉索张力组合吊装下一个节段

14、结构挠度线实例装配形状组合结构实例挠度 桥塔组合结构实例 2组v=0v=0合结构弹簧单元 S116v=0弹簧单元 S106v=0NCable C5=变量NCable C6=变量优化悬索桥桥塔的水平位移实例 2:实例 2组在桥塔塔顶添加弹簧单元(S106, S116)合为添加荷载工况结(在C5 和 C6中修正索力)添加约束 水平位移必须为零(vx,S106= 0, vx,S116= 0)构准备约束实例 3组合=用户定义值v =0v =0 xx结构vy=0vy=0悬索桥找形优化实例 3:实例 3组合=用户定义值v =0v =0 xx结构vy=0vy=0节点位移索力修正悬索桥找形优化实例 3:实例

15、3组5 个约束合N102, N103节点的 2x 垂直节点位移应该为零N202, N203节点的 2x 水平节点位移应该为零S1204 弹簧的1x 法向力应该符合用户定义的值结5 个可变荷载工况构3x FX0 (C203, C204 和 C205主缆力修正)2x FX0 (C201 和 C202吊杆力修正)约束和可变荷载工况实例 3组合vx 0vx 0结构vy 0vy 0优化前的位移实例 3组=用户定义值合vx= 0vx= 0结构vy= 0vy= 0优化后的位移概述计算机分析的理论基础可以选择以下两种方法:组“前进法”: 这种计算遵循实际的施工顺序。即是: 荷载增量加在不同的结构体系，不断地积

16、累结果 (主要是位移和内力) 。这种简单的方法仅仅对结构的线性状态基本有效。也可能适用于某些特殊类型的非线性状态，当此处不考虑这种情况。合结“法”: 首先进行最终成桥阶段分析且大多数的设计依据最终成桥阶段而定。不同施工体系代表不同施工阶段，是通过逐步移除之前施工阶段中的个别节段和相应荷载而建立的。构范例范例组支撑 1fix fixVyY4合支撑 4支撑 3ZX结单元 1 -单元 2 -梁单元梁单元构单元 索 - 索单元10.0 m10 0 m8 0 m11223两种方法的详解前进法组移除吊机激活节段 2吊机吊装节段 2安装端部支撑合4444X1X1X1X1结X1X1X1X12X2构移除节段 2

17、把节段 2 放在吊机上移除吊机吊装节段 2移除端部支撑法112231122311211附加约束“施工阶段”中的荷载“成桥阶段”中的荷载组4X1合-150 kNmX1-150 kNm结12123构X2变量:X1 =X2 = 增加端部支撑约束:M1 = -150 kNmM2 = -150 kNm法前进法节段之间接合处的不连续当使用“前进法”时，自动加载vz, vy 和 z4通过使用“单元端部挠度”运用“法”X1组X1为了获得相同的结果:合2或者进法”中通过“单元端部挠度”补偿 vz, vy 和 z或者vx 结v y 来自荷载工况z z 通过在“法”中的“单元构端部挠度”添加vz, vy 和 zVy

18、Vx112比较前进法和后退法组前进法法合修正的前进法法结前进法修正的法构前进法 步骤 1法-157 kN-157 kN节段 144157 kN157 kNN =222 kNN =222 kN-318 kNm-318 kNm组157 kN157 kN2293 kN93 kN合VymmVymm节段 1结-354 kN-354 kN吊机吊装节段 244构354 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515-51354 kN+800 kNm-200 kN354 kN+800 kNm-200 kN2296 kN96 kN移除节段 2VymmVy把节段 2

19、放在吊机上mm-7.11 mm-7.11 mm前进法法5 kNm11kNm11490 kNm-7.48490 kNm-7.481111前进法 步骤 2法吊机吊装节段 2-354 kN-354 kN44354 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515 kNm-51组354 kN+800 kNm-200 kN354 kN+800 kNm-200 kN112296 kN96 kN移除节段 2合Vymm把节段 2 放在吊机上 Vymm-7.11 mm-7.11 mm结引入不连续没有引入不连续-354 kN-354 kN移除吊机44构激活节段 2354

20、 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515 kNm-515 kNm354 kN354 kN2211121296 kN96 kNVymmVy移除端部支撑 mm-4.61 mm-24.5 mm前进法法-7.11 mm5 kNm11前进法 步骤 3法-354 kN移除吊机-354 kN44激活节段 2354 kN354 kNN =500 kNN =500 kN-800 kNm-800 kNm-515 kNm-515 kNm组354 kN12354 kN12211296 kN96 kN合VymmVy移除端部支撑mm-4.61 mm-24.5 mm结引

21、入不连续没有引入不连续-244 kN安装端部支撑-244 kN44构244 kN244 kNN = 345 kNN = 345 kN-150 kNm-150 kNm-150 kNm-150 kNm244 kN12244 kN12321123125 kN最终情况125 kNVymm安装端部支撑 Vymm前进法法81 kN3.06 mm8.14 m81 kN22.9 mmm1.04 mm-7.11 mm修正的前进法 =步骤 1法-157 kN-157 kN节段 144157 kN157 kNN =222 kNN =222 kN-318 kNm-318 kNm组157 kN157 kN2293 kN

22、93 kN合VymmVymm节段 1结-354 kN-354 kN吊机吊装节段 244构354 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515-51354 kN+800 kNm-200 kN354 kN+800 kNm-200 kN2296 kN96 kN移除节段 2VymmVy把节段 2 放在吊机上mm-7.11 mm-7.11 mm前进法法5 kNm11kNm11490 kNm-7.48490 kNm-7.481111修正的前进法 =步骤 2法吊机吊装节段 2-354 kN-354 kN44354 kN354 kNN =500 kN-800 k

23、NmN =500 kN-800 kNm-515 kNm-51组354 kN+800 kNm-200 kN354 kN+800 kNm-200 kN112296 kN96 kN移除节段 2合Vymm把节段 2 放在吊机上 Vymm-7.11 mm-7.11 mm结没有引入不连续没有引入不连续-354 kN-354 kN移除吊机44构激活节段 2+ VLA354 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515 kNm-515 kNm354 kN354 kN2211121296 kN96 kNVymmVy移除端部支撑mm-24.5mm-24.5 mm前进

24、法法5 kNm11修正的前进法 =步骤 3法移除吊机激活节段 2-354 kN-354 kN44354 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515 kNm-515 kNm组354 kN354 kN2121121296 kN96 kN合VymmVy移除端部支撑mm-24.5mm-24.5 mm结没有引入不连续没有引入不连续-244 kN安装端部支撑-244 kN44构244 kN244 kNN = 345 kNN = 345 kN-150 kNm-150 kNm-150 kNm-150 kNm244 kN12244 kN12321123125 k

25、N最终情况125 kNmVymm安装端部支撑 Vymm前进法法81 kN3.06 mm81 kN3.06 m前进法 = 修正的步骤 1法节段 1-157 kN-157 kN44157 kN157 kNN =222 kNN =222 kN组-318 kNm-318 kNm157 kN157 kN2293 kN93 kN490 kNm合节段 1-7.48VymmVymm结-354 kN-354 kN吊机吊装节段 244构354 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515-515354 kN+800 kNm-200 kN354 kN+800 kNm-200 kN2296 kN96 kN移除节段 2把节段 2 放在吊机上mmVymmVy-7.11 mm-7.11 mm前进法法kNm11kNm11490 kNm-7.481111前进法 = 修正的步骤 2法吊机吊装节段 2-354 kN-354 kN44354 kN354 kNN =500 kN-800 kNmN =500 kN-800 kNm-515 kNm-51组354 kN+800 kNm-200 kN354 kN+8