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分析报告书课题悬臂法连续梁桥施工阶段分析院系生态环境与建筑工程学院班级2013级土木路桥班组别第2组组员指导教师提交日期 2016.12.281 / 15组员信息组员信息表目录第1章设计原始资料 01.1设计概况 01.2截面参数 01.3主要材料及材料性能 (1)1.4任务要求 (2)1.5技术标准 (2)1.6主要规范 (2)第2章模型建立与分析 (3)2.1模型建立 (3)2.1.2 施工阶段划分 (3)2.1.3 施工阶段在Midas Civil中的定义 (5)2.2模型分析 (7)第3章总结 (11)第1章设计原始资料1.1 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1.2截面参数图2-1 跨中箱梁截面图2-2墩顶箱梁截面0 / 151.3 主要材料及材料性能1）混凝土表2-1 混凝土表格2）普通钢筋表2-2 普通钢筋表格3）预应力材料表2-1 预应力材料表格4）其他材料钢板：锚头下垫钢板、灯具连接板等采用低碳钢；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；1 / 15伸缩缝：采用D60型伸缩装置；1.4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；1.5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：5.25×2+0.75×2；安全等级：二级；1.6 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）；2 / 15第2章模型建立与分析2.1模型建立2.1.1 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。
混凝土预应力连续箱梁施工阶段工况分析(迈达斯建模实例)对超静定的桥梁其施工方法、顺序以及过程往往决定其成桥的内力，而我国桥梁规范中配筋是按内力进行的，所以桥梁的施工阶段分析是极其重要的。
预应力混凝土连续梁的施工过程中会发生体系转换，施工过程中临时墩、临时拉索等临时结构的设置与拆除、上部结构和桥墩的支承条件的变化对结构的内力和位移会产生非常大的影响。
另外施工过程中随着混凝土材料的材龄发生变化构件的弹性模量和强度也会发生变化。
混凝土徐变、收缩，预应力钢束的松弛等都会引起结构内力的重分配并对位移产生影响。
桥梁的最不利应力有可能发生在施工过程中，所以除了对桥梁的成桥阶段进行验算外，对桥梁的施工过程也应进行承载力验算。
一、工程简介某铁路梁桥为（40m+64m+40m）单线预应力混凝土连续梁桥。
结构形式为3跨预应力混凝土连续箱梁，桥梁全长145.2m，中支点处梁高5.2m，跨中3.2m,直线段高为3.2m。
梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端距离0.75m。
箱梁采用单箱单室、变截面、变高度结构。
箱梁顶面宽4.9m，箱梁底面宽4m，顶板厚度除梁端附近外均为35cm；底板由跨中的30cm，按二次抛物线变化至根部70cm；腹板由40cm至60cm，按折线变化。
箱梁采用C50高性能混凝土。
预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为f pk=1860MPa、弹公称直径为Φj15.20mm高强度、低松弛钢绞线。
桥梁的分段情况如图1所示，跨中及墩顶标准截面如图2所示，施工大致顺序为：下部结构→安装墩旁施工支架，安装主墩处永久支座、临时固结措施→在支架上现浇0号块→张拉0号块预应力→在0号块上拼装挂篮→浇筑1号块→张拉1号块预应力→移动挂篮……浇筑7号块，同时搭设并预压边跨现浇支架→张拉7号块预应力→拆除边跨现浇支架上的压重，浇筑边跨段混凝土，拆除所有挂篮→搭建边跨合龙吊架，同时加用水箱做的压重，中跨合龙段同步施加相应的压重→安装合龙段劲性骨架→浇筑边跨合龙段混凝土，同时卸载边跨相当于混凝土重量的压重→张拉边跨合龙钢束→拆除边跨现浇支架及边跨吊架，卸掉中跨合龙段的部分压重，每侧留下相当于中跨合龙段重量一半的压重→拆除墩顶临时固结措施→安装中跨合龙段吊架，安装中跨合龙段劲性骨架→浇筑中跨合龙段混凝土，同时卸载压重→张拉剩余预应力→拆除中跨合龙段吊架→施工桥面及其它附属设施。
第一章“文件”中的常见问题 21.1 如何方便地实现对施工阶段模型的数据文件的检查? 21。
2 如何导入CAD图形文件？ 21。
3 如何将几个模型文件合并成一个模型文件? 31.4 如何将模型窗口显示的内容保存为图形文件？ 4第二章“编辑”中的常见问题 22.1 如何实现一次撤销多步操作？ 2第三章“视图”中的常见问题第四章“模型”中的常见问题 34.1 如何进行二维平面分析？ 34.2 如何修改重力加速度值？ 34.3 使用“悬索桥建模助手”时，如何建立中跨跨中没有吊杆的情况？＊ 34。
4 使用“悬臂法桥梁建模助手”时，如何定义不等高桥墩? 44。
5 程序中的标准截面，为什么消隐后不能显示形状？＊ 44.6 如何复制单元时同时复制荷载？ 54。
7 复制单元时，单元的结构组信息能否同时被复制？ 54。
8 薄板单元与厚板单元的区别？ 64.9 如何定义索单元的几何初始刚度？ 64。
10 索单元输入的初拉力是i端或j端的切向拉力吗？ 74.11 如何考虑组合截面中混凝土的收缩徐变？ 84。
12 定义收缩徐变函数时的材龄与定义施工阶段时激活材龄的区别?＊ 84。
13 如何自定义混凝土强度发展函数？ 94。
14 如何定义变截面梁？* 94.15 使用“变截面组”时,如何查看各个单元截面特性值？＊ 104.16 如何定义鱼腹形截面? 114。
17 如何定义设计用矩形截面？* 114。
18 如何输入不同间距的箍筋？* 124.19 定义联合截面时，“梁数量”的含义？ 134。
20 如何定义哑铃形钢管混凝土截面？ 134.21 导入mct格式截面数据时，如何避免覆盖已有截面？ 144。
22 如何定义“设计用数值型截面”的各参数? 164.23 如何考虑横、竖向预应力钢筋的作用？ 174。
24 板单元“面内厚度”与“面外厚度”的区别？ 184.25 定义“塑性材料”与定义“非弹性铰”的区别？ 194.26 定义“非弹性铰”时，为什么提示“项目：不能同时使用的材料、截面和构件类型”？ 20 4.27 为什么“非弹性铰特性值”不能执行自动计算? 214.28 为什么“非弹性铰特性值”自动计算的结果P1〉P2？ 214.29 程序中有多处可定义“阻尼比”,都适用于哪种情况？ 224。
北京迈达斯技术有限公司目录概要 1桥梁基本数据以及一般截面 2悬臂法(FCM)的施工顺序以及施工阶段分析 4使用材料以及容许应力 6荷载 7设定建模环境 9定义截面及材料 10使用悬臂法建模助手建模 12输入模型数据 12预应力箱型截面数据的输入 16预应力钢束的布置 18编辑和添加数据 24查看施工阶段 24修改施工阶段 26时间依存性材料特性的定义和连接 31分解变截面群 36运行结构分析 37查看分析结果 39使用图形查看应力和内力 39使用表格查看应力 46查看预应力的损失 47查看钢束坐标 48查看钢束伸长量 49查看预拱度 50查看预拱度管理图 51查看荷载组合作用下的内力 52概要预应力箱型梁桥(PSC BOX Bridge)的施工工法一般有顶推法(ILM)、悬臂法(FC M)、移动支架法(MSS)等。
悬臂法是由桥墩向跨中方向架设悬臂构件的方法，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、大跨度桥梁中。
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悬臂法桥梁建模助手建立悬臂法(FCM)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、预应力损失和挠度的方法。
例题中的桥梁为按悬臂法施工的现浇桥梁。
图1 分析模型(竣工后)桥梁基本数据以及一般截面桥梁基本数据如下：图3 标准截面图4 钢束布置简图悬臂法(FCM)的施工顺序以及施工阶段分析悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下：※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。
悬臂法施工阶段分析应该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。
高级应用例题定义完钢束的布置后，在各施工阶段给钢束施加预应力。
施工阶段 > CS1 荷载 / 预应力荷载 / 钢束预应力荷载荷载工况名称 > PS ; ; 荷载群名称 > PS-PierTable1 选择的钢束钢束选择钢束两端张拉时，首先张拉的位置。
指定钢束注浆时的施工阶段。
注浆前的应力按净截面计算，注浆后的截面按换算截面计算。
注浆选择了1，表示在钢束张拉后的施工阶段注浆。
预应力值 > 应力首先张拉 > 始点 ; 终点始点 ( 133000 注浆 : 每( 1 个施工阶段荷载工况名称荷载群名称 > PS-PierTable1 钢束选择的钢束 ; 终点 ( 0 选择的钢束 > P1TC1L, P1TC1R 钢束 > P1TC2L, P1TC2R 预应力值 > 应力始点 ( 133000 ; 首先张拉 > 始点注浆 : 每( 1 个施工阶段荷载工况名称 > PS ; 荷载群名称 > PS-PierTable2 钢束选择的钢束终点 ( 0 选择的钢束 > P1TC2L, P1TC2R 钢束 > P2TC1L, P2TC1R 预应力值 > 应力始点 (133000 ; ; 首先张拉 > 始点注浆 : 每( 1 个施工阶段荷载工况名称 > PS ; 荷载群名称 > PS-PierTable2 钢束选择的钢束终点 ( 0 选择的钢束 >P2TC1L, P2TC1R 钢束 >P2TC2L, P2TC2R 预应力值 > 应力始点 (133000 ; ; 首先张拉 > 始点注浆 : 每( 1 个施工阶段 44使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析图38 施加预应力荷载按上述方法加载各施工阶段的预应力荷载。
使用MCT命令窗口可以更方便地输入预应力荷载。
关于预应力荷载的MCT 命令为“*TDN-PRESTRESS” 45高级应用例题输入体现结构施工时间差的时间荷载。
悬臂浇筑施工连续梁桥要点及模型分析悬臂浇筑施工连续梁桥一、悬浇梁体分段1、墩顶梁段A（0号段）（1）长度一般为5m～10m；（但也不一定，这主要根据具体情况而定，比如XXXX桥主桥，为了刚开始能放两个挂篮对称施工，0号块有13m）（2）施工托架①在混凝土浇筑以前，应对托架进行试压；2、由0号段两侧对称分段悬臂浇筑部分B（1）长度一般为2.5m～5m，也有个别跨度大的桥梁的分段为2.5m、3.5m、4.5m；（2）一般一个梁段的施工周期为6～10天；（3）根据计算经验，梁段的多少直接影响结构配束计算，在不影响工期的前提下，适当增加梁段数，十分有利于纵向预应力钢束配置，以避免因梁段不足采用大吨位预应力钢束引起张拉端局部应力过大。
同时也使全桥截面受力状态均衡，边缘应力储备适当。
3、边孔在支架上浇筑部分C（1）长度一般为2～3个悬臂浇筑分段长；4、合拢段D（1） 长度一般为2m～3m，看到2m用得最多；（2） 合拢方法；（3） 不宜过小；二、挂篮使用经验1、XX桥（1）挂篮在施工过程中的布置一般为对称的，挂篮单方向的长度一般比所划分悬浇的梁段长度长0.5m～1m；举个例子，悬浇梁段的划分长度为4.5m，则挂篮单方向的长度可取为6m，两支点间的距离可取为5m。
（2）挂篮重量与最重梁段的比例为0.45。
2、XXX大桥（主跨120m连续梁桥）（1）用的是菱形挂篮。
（2）计算经验：挂篮的前后吊点假设为前面已浇梁段的两个端面点即可，对整个结构影响不大的3、XXXX主桥（1）挂篮的前后吊点假设为前面已浇梁段的两个端面点（2）挂篮重量取为800kN，以临时荷载考虑三、施工挂篮1、按照构造形式可分为桁架式，斜拉式，型钢式，混合式；2、平行桁架式挂篮（1）结构特点：它的上部结构一般为一等高桁架，其受力特点是：底模平台及侧模支架所承荷载均由前后吊杆垂直传至桁架节点和箱梁底板上，故又称吊篮式结构，桁架在梁顶用压重或锚固或二者兼之来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构。
北京迈达斯技术有限企业目录纲要1桥梁基本数据以及一般截面2悬臂法(FCM的施工次序以及施工阶段剖析 4 使用资料以及允许应力 6荷载7设定建模环境9定义截面及资料10使用悬臂法建模助手建模12输入模型数据12预应力箱型截面数据的输入16预应力钢束的部署18编写和增添数据24查察施工阶段24改正施工阶段26时间依存性资料特征的定义和连结31分解变截面群36运转构造剖析37查察剖析结果39使用图形查察应力和内力39使用表格查察应力44 查察预应力的损失45查察钢束坐标46查察钢束伸长量47查察预拱度48查察预拱度管理图49查察荷载组合作用下的内力50使用建模助手做悬臂法(FCM施工阶段剖析1纲要预应力箱型梁桥(PSCBOXBridge的施工工法一般有顶推法(ILM、悬臂法(FCM、挪动支架法(MSS等。
悬臂法是由桥墩向跨中方向架设悬臂构件的方法,该工法不用水上作业,也不需要架设大批的临设和脚手架,所以能够灵巧使用桥下空间。
此外,因为不直接与桥下河流或道路接触,所以被宽泛使用于高桥墩、大跨度桥梁中。
使用悬臂法(FCM施工的预应力箱型梁桥,因为各施工阶段的构造系统不一样,所以只有对各施工阶段做构造剖析才能最后确立截面大小。
此外,为了正确剖析混凝土资料的时间依存特征和预应力钢束的预应力损失,需要前阶段积累的剖析结果。
用户在本章节中将学习使用悬臂法桥梁建模助手成立悬臂法(FCM各施工阶段和施工阶段剖析的步骤,以及确认各施工阶段应力、预应力损失和挠度的方法。
例题中的桥梁为按悬臂法施工的现浇桥梁。
图1剖析模型(完工后高级应用例题2桥梁基本数据以及一般截面桥梁基本数据以下:图3标准截面使用建模助手做悬臂法(FCM施工阶段剖析图4钢束部署简图3高级应用例题4悬臂法(FCM的施工次序以及施工阶段剖析悬臂法(FCM的施工次序一般以下:※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T,所以不用挪动挂篮。
使用建模助手做悬臂法(FCM施工阶段剖析悬臂法施工阶段剖析应当正确反响上边的施工次序。
目录悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1设定建模环境 3定义截面及材料 4结构建模 9建立预应力箱型梁模型 / 10建立桥墩模型 / 15建立结构群 / 16定义边界群以及输入边界条件 / 20建立荷载群 / 23定义并建立施工阶段 25定义施工阶段 / 25建立施工阶段 / 30输入荷载 / 33悬臂法的施工顺序和施工阶段分析本用户指南将使用“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”中的例题，学习掌握使用一般建模功能做施工阶段分析的步骤。
悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下： ※ 本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮(F/T)，因此不必移动挂篮。
悬臂法施工阶段分析应该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11.确认分析结果在“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”里使用悬臂法桥梁建模助手完成了上述2~8步骤。
在本使用指南中，我们将使用一般功能完成上述施工阶段分析的1~8步骤。
步骤9~11的方法与“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”相同，在本使用指南章节中将不赘述。
设定建模环境为了做悬臂法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目( 新项目)以‘FCM.mcb ’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 ( FCM )工具 / 单位体系长度 > m ; 力 > tonf图1 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。
