橋梁的制作預(yù)拱度和施工-典尚設(shè)計

1、橋梁的制作預(yù)拱度和施工預(yù)拱度1.在設(shè)計斜拉橋中，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)整測試施工階段確定較優(yōu)的施工方案。在施工過程中，當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，對后續(xù)的節(jié)點會產(chǎn)生假想位移，結(jié)構(gòu)真實的位移(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)。有時為了減少的影響會采用提前兩個月左右預(yù)制橋梁段的方法，預(yù)制時會給橋梁段一定量的預(yù)拱度，使其在組裝時不至于產(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施工順序和各階段的荷載，因為當

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)整會很，所以斜拉橋的施工必須有專業(yè)的工程技術(shù)(construction engineering)進行嚴密的分析和驗算。圖2中簡單說明了制作預(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的位移量。在施工第2個橋梁，節(jié)點1和節(jié)點2的位移量(不包含施工橋梁段1時的位移量)分別為12 和22 ，在節(jié)點3產(chǎn)生假想位移32 (不包含施工橋梁段1時的假想位移量)。所謂的假想位移指的是當前橋梁段沿上一橋梁段的切線方向與上一橋梁段連接時產(chǎn)生的位移(不是由施工當前橋梁段時荷載產(chǎn)生的位移)。施工完第3橋梁各點的總位移(real

4、displacement)如下：11 12 1321 22 2331 32 33節(jié)點1的總位移節(jié)點2的總位移節(jié)點3的總位移=各節(jié)點的純位移(net displacement)如下：11 12 1322 2333節(jié)點1的純位移節(jié)點2的純位移節(jié)點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)拱度嚴格按施工預(yù)拱度進行施工，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分析時應(yīng)考慮的事項沿已施工的構(gòu)件的切線方向添加新構(gòu)件時，需要在施工階段分析控制階段初始切線位移選項(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，“當前步驟位移”表示當前施工階段發(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。沒有選擇該兩項時，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3在施工階段CS3的總位移(real displacement)為33 時，33 =0.0575=0.0245(在CS2產(chǎn)生的節(jié)點3的純位移) + 0.0214(在CS3產(chǎn)生的節(jié)點3的純位移)+ 假想位移(在CS1產(chǎn)生的節(jié)點3的假想位移)由上面公式可計算出在CS1產(chǎn)生的節(jié)點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. 當前步驟位移和總位移6當前步驟位移總位移(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，會彈出如圖10所示的一般預(yù)拱度荷載工況預(yù)拱度?？?，在此選擇荷載工況然后按確認即可輸出如圖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