施工控制2详解.ppt

高塔的稳定 苏通桥的主塔 西堠门大桥 主跨1650米，是目前世界上最大跨度的钢箱梁悬索桥 第一类稳定问题 第一类稳定：指分支点失稳，无初偏心，初应力，没有任何几何缺陷的理想压杆失稳就是这一类； 求特征值问题 第二类失稳 极值点失稳，基于大变形理论。 考虑几何、材料等非线性。求解荷载-位移曲线，得到结构的极限承载能力 2.6 风载作用计算 施工过程中的抗风验算问题 颤振，抗风稳定性 抖振，动力效应 颤振（flutter），弹性结构在均匀气（或液）流中受到空气（或液体）动力、弹性力和惯性力的耦合作用而发生的大幅度振动。 抖振 （buffeting）结构本身或构件上的气流分离所造成的湍流激励而引起的不规则振动。激振力几乎不受振动本身的影响。 2.7 桥梁施工计算特殊问题 1）杆系结构建模方法： 杆件（主梁、塔、墩等）的轴线：截面形心连线 材料特性 几何特性 节点刚域处理：刚臂 支承条件 荷载：外荷载；预应力张拉；斜拉索张拉 2）分段施工的计算模拟 叠加问题；体系转换问题 3）桥梁施工正装计算程序介绍 节点刚域处理：刚臂 预应力张拉 如果单元划分较细，如节段施工的桥梁，主梁单元长度最长不超过施工节段长，则预应力可按单元长分段， 每一段上作用一对沿力束方向的集中力，其大小可取单元范围内的平均有效预加力。 将单元两端的预加力移至各自对应结点上，直接作为结点荷载。 斜拉索张拉计算 温度荷载可以用于斜拉桥中已知斜拉索的张拉延伸量的张拉计算中，这时，把已知的张拉延伸量换算成温度变化。 但通常以张拉力来控制，如果已知某根斜拉索单元的张拉力增量，要计算结构在该索力增量作用下的位移和内力增量，则可以把它作为一种非结点荷载的形式来考虑其影响。首先将该单元的刚度从结构中去掉，然后指定其杆端轴力增量为张拉力，并将反号作为等效结点荷载即可。 2.8 施工过程计算程序设计 在桥梁悬臂施工过程中，往往需要计算各施工状态的结构变形和内力。 由于各施工状态的结构一般都不相同，通常随着施工的进行，结构在不断增大，如果要将各施工状态逐一进行受力计算，并进行变形和内力的累计，则一般的平面杆系通常程序(FR2)使用很不方便。 只能用该程序对各施工状态进行单独的计算(每次计算需要一套不同的基本数据)，计算出各状态的变形和内力增量， 由于各状态结构的大小不同(即单元数、结点数和支承约束数等参数不同)，则需要另外编程来解决各状态变形和内力的累加问题。 如果对桥梁的最终结构进行单元和结点编号时，就严格按施工的先后顺序来编制(如图3-35)， 则状态一取前面9个单元，10个结点和9个约束作为计算图式； 状态二取前面的11个单元，10个结点和9个约束作为计算图式； 状态三为最终状态，其计算图式为全部的单元、结点和约束。 因此, 只要将最终结构的基本数据(等)一次输入后，各施工状态的计算就可按一个一个工况来进行。 每一状态的基本数据只要从一次输入的总的基本数据中取各数组的前面部分即可。 结点位移、单元内力和约束反力的累加可这样来进行：开始将它们全部清零，然后在各状态计算后，将这些状态已存在的结构相应的增量进行迭加即可 施工过程计算主程序框图 开 始 输入最终结构基本数据 位移、内力和反力累计数组清零 施工状态循环 输入当前状态的单元、结点和约束数 当前结构计算 累计位移、内力和反力并输出 输出最终状态关心截面的累计内力 结 束 施工过程计算算例 2.9 算例 计算图3-35所示桥梁在三个施工状态下的变形和受力。 主要尺寸见图3-35(c)，主要参数见表3-8，不计施工荷载，只计结构自重。 状态二下1号斜拉索(10、11号单元)张拉力各为2500kN； 状态三下2号斜拉索(14、15号单元)张拉力各为2700kN。 表3-8 计算参数表 面积(m2) 惯性矩(m4) 弹性模量(kPa) 容重(kN/m3) 主 梁 10 5 3.56E7 26 塔 20 50 3.5E7 26 索 0.839E-2 0 2.0E8 80 输入数据文件取名为D3-11-1.DAT, 文件内容为: 17,14,11, 4,4, 0,3,0, 4,0, (NM,NJ,NS,NGE,NME,NKA,NCA,NTI,NFI,NFY) 1 1 2 2 2 2 2 3 2 2 3 3 4 2 2 4 5 2