迈达斯(midas_civil)建模助手做移动支架法施工阶段分析教程资料.pdf

使用建模助手做移动支架法(MSS)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 目 录 概 要概 要 1 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设定建模环境 7 定义材料 8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运行结构分析 35 查看分析结果 36查看分析结果 36 查看分析结果 37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 概 要 概 要 逐跨施工预应力箱型梁桥的的方法有移动支架法(Movable Scaffolding System ; 简称MSS)和满堂支架法(Full Staging Method ; 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) 1 高级应用例题 桥梁基本数据以及一般截面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 = 500.0 m 桥 梁 宽 度 : B = 12.6 m (2车道) 斜 交 角 度 : 90˚(正桥) 曲 率 半 径 : R=2380.0 m L 图2 标准截面 图3 桥梁段连接部位截面 거 더 중 심 C截面中心 L C 거 더 중 심 截面中心 2 使用建模助手做移动支架法施工阶段分析 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以及施工阶段分析 移动支架法的施工顺序一般如下。

第4阶段(为浇筑下一跨混凝土支模) 第3阶段(为浇筑下一跨移动支架) 第2阶段(为移动模板拆模) 第1阶段(浇筑混凝土后做拆模准备) 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/CIVILMIDAS/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/CIVILMIDAS/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 3 高级应用例题 使用材料以及容许应力 使用材料以及容许应力 ? 上部结构混凝土 材料强度标准值 : 2 400/ ck fkgfcm= 初始抗压强度 : 2 270/ ci fkgfcm= 弹性模量 : Ec=3,000Wc 1.5 √f ck+ 70,000 = 3.07×10 5kgf/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 '2 0.55148.5/ caci ffkgfc==m '2 0.813.1/ taci ffkgfc== 2 0.4160.0/ m cack ffkgfcm== 2 1.632.0/ tack ffkgfcm== ? 下部结构混凝土 材料强度标准值 : 2 270/ ck fkgfcm= 弹性模量 : 52 2.35 10/ c Ekgfcm=× ? 预应力钢束(KSD 7002 SWPC 7B-Φ15.2mm (0.6˝ 钢束) 屈服强度 : 2 160/ py fkgfmm=→ 22.6/ y Ptonfstrand= 抗拉强度 : 2 190/ pu fkgfmm=→ 26.6/ u Ptonfstrand= 截面面积 : 2 138.7 p Acm= 弹性模量 : 62 2.0 10/ p Ekgf=×cm 张拉力 : 2 0.7133/ pipu ffkgfm==m 锚固端滑移 : mm6s =Δ 摩擦系数 : rad/30. 0=μ : m/006. 0k = 容许应力 最大控制应力 张拉初期( po f) 预应力损失之后 2 0.9144/ py fkgfmm= 2 0.7133/ pu fkgfmm= 2 0.8128/ py fkgfmm= 4 使用建模助手做移动支架法施工阶段分析 荷 载 荷 载 ? 永久荷载 结构重力 在程序中以自重自重形式输入 二期恒载 3.800/wtonf=m ? 预应力荷载 钢束(15.219 ( 0.622)mmϕϕ′′×−) 截面面积 : 2 1.3872230.514 u Acm=×= 孔道直径 :100 /113 mm 张拉力 : 施加70%抗拉强度的张力 2 0.7013,300/ pjpu ffkgf==cm 405.8 iupj PAftonf=⋅= 张拉初期的损失(由程序计算) 摩擦损失 : () ()0 kL X PP e μα−+ =⋅ 0.30μ=, 0.006k = 锚固端滑移量 : mm6Ic=Δ 混凝土弹性压缩预应力损失 : 损失量, SPPE AfP⋅Δ=Δ 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 : 5 o t =日 混凝土暴露在大气中时的材龄 : 3 s t =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) 5 高级应用例题 ? 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 = 400 tonf - 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。

6 使用建模助手做移动支架法施工阶段分析 设定建模环境 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( 新项目新项目)以‘MSS’‘MSS’名 字保存( 保存保存)文件 然后将单位体系设置为‘tonftonf’和‘m 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 / 新项目新项目 文件 / 保存保存 ( MSS )( MSS ) 工具 / 单位体系 单位体系 ? 长度 m m ; 力 tonftonf ↵ ↵ ? 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( 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 )中选择修改 图6 设定单位体系 7 高级应用例题 定义材料 定义材料 定义预应力箱型梁和钢束的材料 在移动支架法桥 梁建模助手定义预应 力箱型梁截面 在移动支架法桥 梁建模助手定义预应 力箱型梁截面 模型 / 特性值 / 材料材料 类型 混凝土 ; 规范 KS-Civil(RC) KS-Civil(RC) 数据库 C400C400 ↵ ↵ ? 名称 (钢束)(钢束) ; 类型 用户定义 ; 规范 None None 分析数据 弹性模量 (2.0e7)(2.0e7) ↵ ↵ ? 同时定义多种材 料时，使用 同时定义多种材 料时，使用按 钮会更方便一些。

按 钮会更方便一些 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 8 使用建模助手做移动支架法施工阶段分析 输入模型数据 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 ? 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 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 0.2 x L Rear C ross Beam 图8 作用于后横梁上的反力 0.2 x L 굳지 계산않은 콘크리트의 자중에 의한 반력 Rc M SS 거더 반력과 굳지 않은 콘크리트의 자중에 의한 반력을 재하 Rc + M SS 计算因混凝土湿重引起的反力 后横梁 加载移动支架反力和混凝土湿重引起的反力 9 高级应用例题 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 ? 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。