橋梁的制作預(yù)拱度和施工-典尚設(shè)計(jì)

1、橋梁的制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度1.在設(shè)計(jì)斜拉橋中，一般用成橋階段模型估算結(jié)構(gòu)的截面和索的截面、索的布置以及索的張力，用施工階段模型分析并確定各施工階段索的張力(如何調(diào)索)以及制作預(yù)拱度 (Fabrication camber)和施工預(yù)拱度。通過施工階段分析可以確定構(gòu)件在各施工階段的應(yīng)力，用戶可通過調(diào)整測(cè)試施工階段確定較優(yōu)的施工方案。在施工過程中，當(dāng)沿著前一階段施工的橋梁段的切線方向添加新的橋梁段時(shí)，對(duì)后續(xù)的節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生假想位移，結(jié)構(gòu)真實(shí)的位移(Real displacement)也稱為總位移是由自重和荷載作用的純位移(net displacement)和假想位移出總位移結(jié)果。的。為了決定制作預(yù)拱度

2、(Fabrication camber)，需要輸本資料將說明制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度的概念，并說明在MIDAS/Civil中如何查看各施工階段的總位移以及如何輸出制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度。2.制工使用懸臂法施工的斜拉橋最重要課題的就是控制形狀(位移控制，geometry control)。有時(shí)為了減少的影響會(huì)采用提前兩個(gè)月左右預(yù)制橋梁段的方法，預(yù)制時(shí)會(huì)給橋梁段一定量的預(yù)拱度，使其在組裝時(shí)不至于產(chǎn)生較大的應(yīng)力。制作預(yù)拱度 = 最終線型 最終位移量 + 附加預(yù)拱度施工預(yù)拱度 = 制作預(yù)拱度 + 到相應(yīng)階段的總位移圖1. 制作預(yù)拱度概念圖示1在做施工階段分析前一定要了解整個(gè)施工順序和各階段的荷載，因?yàn)楫?dāng)

3、按預(yù)期的制作預(yù)拱度澆筑后，如果發(fā)生了意外的荷載或其他沒有考慮到的情況，重新調(diào)整會(huì)很，所以斜拉橋的施工必須有專業(yè)的工程技術(shù)(construction engineering)進(jìn)行嚴(yán)密的分析和驗(yàn)算。圖2中簡(jiǎn)單說明了制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度的差異。圖2(a)表現(xiàn)的是施工各橋梁段時(shí)的位移量。在施工第2個(gè)橋梁，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2的位移量(不包含施工橋梁段1時(shí)的位移量)分別為12 和22 ，在節(jié)點(diǎn)3產(chǎn)生假想位移32 (不包含施工橋梁段1時(shí)的假想位移量)。所謂的假想位移指的是當(dāng)前橋梁段沿上一橋梁段的切線方向與上一橋梁段連接時(shí)產(chǎn)生的位移(不是由施工當(dāng)前橋梁段時(shí)荷載產(chǎn)生的位移)。施工完第3橋梁各點(diǎn)的總位移(real

4、displacement)如下：11 12 1321 22 2331 32 33節(jié)點(diǎn)1的總位移節(jié)點(diǎn)2的總位移節(jié)點(diǎn)3的總位移=各節(jié)點(diǎn)的純位移(net displacement)如下：11 12 1322 2333節(jié)點(diǎn)1的純位移節(jié)點(diǎn)2的純位移節(jié)點(diǎn)3的純位移=圖2(b)表示的制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度，各節(jié)點(diǎn)的總位移曲線的反向曲線即為制作預(yù)拱度曲線，各節(jié)點(diǎn)的純位移曲線的反向曲線即為施工預(yù)拱度曲線。2(a) 各階段位移圖2. 制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度(b)預(yù)拱度嚴(yán)格按施工預(yù)拱度進(jìn)行施工，則最后階段將獲得預(yù)期的橋型(在此為水平)。預(yù)制的橋梁段只需沿著制作預(yù)拱度角度與已施工的橋梁段連接即可。33. MIDAS/

5、Civil中(real displacement)3.1分析時(shí)應(yīng)考慮的事項(xiàng)沿已施工的構(gòu)件的切線方向添加新構(gòu)件時(shí)，需要在施工階段分析控制階段初始切線位移選項(xiàng)(參見圖3)?？蛑羞x擇施工圖3. 施工階段分析控制框在分析結(jié)果中可分別輸出純位移(net displacement)和總位移(real displacement)。如圖4所示，“當(dāng)前步驟位移”表示當(dāng)前施工階段發(fā)生的位移；“階段/步驟總位移”表示包含假想位移在內(nèi)的總位移。沒有選擇該兩項(xiàng)時(shí)，輸出的是純位移。圖4. 輸出位移框43.2例題模型為了查看純位移和總位移使用了如圖5所示的懸臂梁，且分為三個(gè)施工階段CS1CS3。3 tonfCS12 ton

6、fCS21 tonfCS3圖5. 施工階段模型圖6中整理了通過施工階段分析得到的當(dāng)前階段位移和總位移，可以看出總位移為各施工階段純位移與假想位移之和。節(jié)點(diǎn)3在施工階段CS3的總位移(real displacement)為33 時(shí)，33 =0.0575=0.0245(在CS2產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)3的純位移) + 0.0214(在CS3產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)3的純位移)+ 假想位移(在CS1產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)3的假想位移)由上面公式可計(jì)算出在CS1產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)3的假想位移為0.0116。圖6和圖7分別表示純位移和總位移，各圖的反向曲線分別為制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度。5圖6. 當(dāng)前步驟位移和總位移6當(dāng)前步驟位移總位移(Real Di

7、splacement)CS1CS2CS3圖7. 純位移7純位移CS1CS2CS34.制工出為輸出預(yù)拱度需要建立結(jié)構(gòu)組，如圖8所示將需要輸出預(yù)拱度的單元組成為一個(gè)結(jié)構(gòu)組。圖8. 建立結(jié)構(gòu)組完成施工階段分析后，在結(jié)果一般預(yù)拱度中可生成制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度。首先如圖9所示，在結(jié)果一般預(yù)拱度一般預(yù)拱度框中選擇欲輸出的結(jié)構(gòu)組。圖9. 一般預(yù)拱度控制框8選擇結(jié)果一般預(yù)拱度查看一般預(yù)拱度圖形命令，會(huì)彈出如圖10所示的一般預(yù)拱度荷載工況預(yù)拱度。框，在此選擇荷載工況然后按確認(rèn)即可輸出如圖11和圖12的制作預(yù)拱度和施工圖10. 預(yù)拱度荷載工況0.10280.05750.0184圖11. 一般制作預(yù)拱度(General Manufacture Camber)注意 !輸出預(yù)拱度必需在分析施工階段分析控制數(shù)據(jù)移”?？蛑羞x擇“施工階段初始切向位90.04590.04130.01840.02140.0138圖12. 一般施工預(yù)拱度(施工預(yù)拱度)也可以在表格中查看制