功 能

通过输入一些基本数据，程序将自动生成按顶推法(ILM, Incremental Launching Method)施工的预应力箱型桥梁施工阶段分析模型。

使用建模助手功能建立的顶推法桥梁模型通过两个建模助手（顶推法桥梁模型建模助手，顶推法桥梁施工阶段建模助手）来完成。在顶推法桥梁模型建模助手中自动生成钢束的布置、截面定义及施工阶段分析所需的模型数据，在顶推法桥梁施工阶段建模助手中定义顶推阶段的施工阶段。

在顶推法桥梁模型建模助手中除了桥梁基本信息外，还要输入预应力钢束的布置信息，然后在"顶推法桥梁施工阶段建模助手"或"定义施工阶段"中划分各施工阶段。

使用建模助手功能和使用一般功能做顶推法施工阶段分析的步骤，以及对模型的详细说明可以参照本程序用户手册"高级应用例题"中的"顶推法桥梁施工阶段分析" 例题。

注：

顶推法桥梁建模助手的输入内容，数据会保存在对应的对话框中，所以结束了建模助手也可以重新调出输入内容重新确认数据和修改数据。也可以把建模助手数据以wzd格式的文件保存，关掉程序后也可以重新调出建模助手的数据。

命 令

在主菜单中选择模型 > 结构建模助手 > 顶推法(ILM)桥梁模型...。

在树形菜单的菜单表单中选择模型 > 结构建模助手 > 顶推法桥梁模型...。

输  入

<图1> 顶推法模型数据对话框

桥梁模型数据类型

选定输入数据类型。

类型2可以直接输入直线和曲线构成的钢束布置数据。

顶推法模型数据对话框

输入主梁和钢导梁的材料和截面、单元长度、桥梁段的划分以及施工持续时间等数据，程序将自动生成桥梁模型。

桥梁信息

单元长度 ：桥梁段的分割单元长度。

注
桥梁段长度和钢导梁的长度应为单元长度的倍数。一般可将单元长度定义成与一次顶进长度相同。

半径
主梁为具有一个曲率半径的弯桥时，选择为"开"并输入半径，该项同样适用于钢导梁。

向左逆时针(凸) ：形状为凸的弯桥(圆心在桥梁下方)。

向左顺时针(凹) ：形状为凹的弯桥(圆心在桥梁上方)。

注 1
输入半径时，程序将按三维模型分析；没有输入半径时程序将按二维桥梁分析。

注 2
顶推法桥梁建模助手中默认的顶进方向为从左到右，而桥梁始点默认为左侧桥台支座。

注 3
桥梁为弯桥时，单元长度、桥梁段长度、钢导梁长度均应输入箱梁中心线弧长。

施工持续时间
为一个桥梁段的施工时间，包括绑扎、支模、混凝土浇筑、养生、拆模、拆除脚手架及顶进的时间。

桥梁段初始材龄
输入桥梁段的初始材龄，即从浇筑混凝土开始，经养生、拆模、拆除脚手架到顶进该桥梁段之前的时间，也是该桥梁段单元参与结构分析时的混凝土材龄。该项主要用于计算混凝土的徐变和收缩以及预应力的损失。

钢导梁

定义钢导梁(Launching Nose)的材料、截面和长度。

材料 ：钢导梁使用的材料。

截面 ：钢导梁使用的截面。

注
需要添加和编辑材料和截面时，可以点击选择栏右侧的。

长度 ：钢导梁的长度。

注
生成变截面钢导梁的模型时，程序自动将钢导梁定义为变截面组，因此即使由单元长度将钢导梁分割成很多单元，钢导梁仍然会保持在截面定义中定义的变截面形状。

桥梁模型

定义主梁的材料和截面，并定义各桥梁段的长度。

材料 ：主梁使用的材料。

截面 ：主梁使用的截面。

注
需要添加和编辑材料和截面时，可以点击选择栏右侧的。

桥梁段
定义各施工阶段桥梁段的长度。

注
该长度为在后台制作的桥梁段的长度，一个桥梁段构成一个施工阶段。建模助手又考虑到单元的长度，程序自动将一个桥梁段按单元长度划分几个单元。因此决定单元长度时，一定要使其被桥梁段的长度整除。

长度 ：一个桥梁段的长度。

重复 ：按该长度反复制作的桥梁段数量。

点击将输入的桥梁段添加到目录中，在右侧的边界条件框中将自动显示被单元长度分割的位置。使用和可以调整插入的位置。如果要编辑特定的桥梁段的长度，可以在目录中选择该桥梁段并修改后单击；如果要删除特定的桥梁段可以在目录中选择该桥梁段后单击。

边界条件

在此定义成桥阶段(Final System)的桥墩和桥台位置的边界条件，以及后台临时桥墩的位置和边界条件。成桥阶段的边界条件也可以在施工阶段建模助手中做调整。

● 成桥阶段

定义成桥阶段桥墩和桥台的边界条件。

距离
表示桥墩或桥台距桥梁始点(即左侧桥台支座，假设右侧桥台的右侧为后台制作场)的距离，程序按输入的单元长度以及桥梁段长度自动生成距离目录。用户在目录中选择桥墩或桥台位置的相应距离后，在右侧类型中选择定义该位置的边界条件，然后点击即可。要删除已定义的边界条件时，在目录中选择桥墩或桥台位置后点击。同时定义多个位置的边界条件时，可以使用[Ctrl]键多重选择。

类型
定义边界条件的类型。自由度方向为全局坐标系(定义了节点坐标系时，按节点坐标系方向定义)。

无
表示该位置没有支撑。

一般支撑
选择被约束的自由度。

Dx ：全局坐标系的X轴方向(节点坐标系的x轴方向)。

Dy ：全局坐标系的Y轴方向(节点坐标系的y轴方向)。

Dz ：全局坐标系的Z轴方向(节点坐标系的z轴方向)。

Rx ：绕全局坐标系X轴(节点坐标系的x轴)的旋转自由度。

Ry ：绕全局坐标系Y轴(节点坐标系的y轴)的旋转自由度。

Rz ：绕全局坐标系Z轴(节点坐标系的z轴)的旋转自由度。

节点弹性支撑
输入各自由度方向的弹性支撑刚度。

SDx ：全局坐标系的X轴方向(节点坐标系的x轴方向)的弹性支撑刚度。

SDy ：全局坐标系的Y轴方向(节点坐标系的y轴方向)的弹性支撑刚度。

SDz ：全局坐标系的Z轴方向(节点坐标系的z轴方向)的弹性支撑刚度。

SRx ：绕全局坐标系X轴(节点坐标系的x轴)的旋转约束刚度。

SRy ：绕全局坐标系Y轴(节点坐标系的y轴)的旋转约束刚度。

SRz ：绕全局坐标系Z轴(节点坐标系的z轴)的旋转约束刚度。

弹性连接
输入弹性连接(Elastic Link)单元。

弹性连接长度
输入弹性连接单元的长度。该项可填任意值，对分析结果没有影响。

连接类型

一般形式
生成一般弹性连接单元。选择此项时需输入单元坐标轴方向的弹性支撑刚度(SDx、SDy、SDz、SRx、SRy、SRz)。

刚性连接
生成刚体连接单元。与边界条件中刚性连接类型的刚体连接效果相同。

只受拉
生成只受拉弹性连接单元。需要输入弹性连接单元的轴向抗拉刚度(SDx)，一般可输入足够大的值(1.0 x 1010 tonf/m)。无需输入正负号。

只受压
生成只受压弹性连接单元。需要输入弹性连接单元的轴向抗拉刚度(SDx)，一般可输入足够大的值(1.0 x 1010 tonf/m)。无需输入正负号。

β角：输入弹性连接单元的单元坐标轴的方向，参见"β角"。

● 临时支撑

定义后台临时桥墩的位置和边界条件。

间距
表示临时桥墩支撑间距离，第一个输入的数据为距离桥梁始点的距离。程序自动按输入的第一个临时支撑的位置和其它临时支撑的间距生成距离目录。如果要编辑特定的临时桥墩的间距，可以在临时支撑位置目录中选择该位置经修改后单击；如果要删除某临时桥墩可以在目录中选择该位置后单击。用户在边界条件目录中选择某临时支撑后，在右侧类型中选择定义该位置的边界条件，然后点击即可。要删除已定义的边界条件时，在边界条件目录中选择某临时支撑后点击。同时定义多个位置的边界条件时，可以使用[Ctrl]键多重选择。

重复 ：按该间距反复生成临时支撑的位置。

类型
定义边界条件的类型。自由度方向为全局坐标系(定义了节点坐标系时，按节点坐标系方向定义)。

顶推法桥梁模型建模助手将自动生成施工阶段分析所必需的结构组、边界组和荷载组。参见定义结构组、定义边界组、定义荷载组 。

<图2> 顶板束和底板束对话框（类型 1）

顶板束和底板束对话框-类型 1

定义预应力箱梁的顶板束和底板束(先期束)的特性值、钢束的排列、张拉方式、张拉顺序、张拉应力以及注浆顺序等。

箱梁形状

无 ：没有钢束的箱梁。

单箱单室 ：箱梁形状为单箱单室。

单箱双室 ：箱梁形状为单箱双室。

钢束的特性值

选择钢束类型。

顶板束
选择顶板束的类型。

底板束
选择底板束的类型。

注
当需要添加、编辑、查看钢束的特性值时，可以点击右侧的 ，将弹出"钢束特性值"对话框。

钢束张拉顺序

布置方式
定义顶板束和底板束的布置方式，也是张拉的顺序。

2 Cycle ：从左起每间隔1根钢束分别张拉底板束和顶板束。例如，先张拉1、3、5...，然后张拉2、4、6...号钢束。

3 Cycle ：从左起每间隔2根钢束分别张拉底板束和顶板束。例如，先张拉1、4、7...，然后张拉2、5、8...，最后张拉3、6、9...号钢束。

钢束A张拉顺序
参见上图用绿色表示的顶板束最外侧的钢束(钢束A)的张拉顺序。布置方式中选择了"2 Cycle"时，可选择1st和2nd(选择1st时，表示先张拉钢束A的奇数号钢束；选择2nd时，表示先张拉偶数号钢束)；布置方式中选择了"3 Cycle"时，可选择1st、2nd和3rd(选择1st时，表示先张拉钢束A的第1、4、7...号钢束，然后张拉2、5、8...，最后张拉3、6、9...号钢束。选择2nd时，表示先张拉张拉2、5、8...号钢束，然后张拉A的第4、7...号钢束，最后张拉3、6、9...号钢束；选择3rd时，表示先张拉张拉2、5、8...号钢束，然后张拉3、6、9...号钢束，最后张拉1、4、7...号钢束).

钢束B张拉顺序
参见上图用绿色表示的底板束最外侧的钢束(钢束B)的张拉顺序。其它说明同钢束A。

张拉控制应力

定以顶板束和底板束的张拉控制应力。

Su ：钢束的标准强度（极限抗拉强度)

Sy ：钢束的设计强度(屈服强度)

注浆

当预留管道注浆后，截面特性值的计算将考虑钢束和管道的换算后的截面。因此注浆的时期将决定使用换算截面的时间。

张拉钢束时(即拉即注)
对于每个施工阶段，张拉钢束后均立即注浆。

每n个施工阶段
每n个施工阶段注一次浆。n=1表示在张拉完本施工阶段的钢束后，在下一施工阶段的第一天开始注浆；n=2表示施工完两个桥梁段后，在施工第三个桥梁段的第一天注浆。

B1、B2、B3、...
输入钢束的位置和数量。

注 1
当底板束和顶板束有奇数个钢束时，在B3和B5里输入'0'，当为偶数个时，输入半个钢束间距。

注 2
钢束的布置可以使用"钢束布置形状"功能完成。

<图3> 顶板束和底板束对话框（类型 2）

顶板束和底板束对话框-类型 2

钢束张拉顺序

钢束布置

定义顶板束和底板束的布置方式，也是张拉的顺序.

2 Cycle：从左起每间隔1根钢束分别张拉底板束和顶板束。例如，先张拉1、3、     5...，然后张拉2、4、6...号钢束。

3 Cycle：从左起每间隔2根钢束分别张拉底板束和顶板束。例如，先张拉1、4、7...，然后张拉2、5、8...，最后张拉3、6、9...号钢束。

钢束A张拉顺序

参见上图用绿色表示的顶板束最外侧的钢束(钢束A)的张拉顺序。布置方式中选择了"2 Cycle"时，可选择1st和2nd(选择1st时，表示先张拉钢束A的奇数号钢束；选择2nd时，表示先张拉偶数号钢束)；布置方式中选择了"3 Cycle"时，可选择1st、2nd和3rd(选择1st时，表示先张拉钢束A的第1、4、7...号钢束，然后张拉2、5、8...，最后张拉3、6、9...号钢束。选择2nd时，表示先张拉张拉2、5、8...号钢束，然后张拉A的第4、7...号钢束，最后张拉3、6、9...号钢束；选择3rd时，表示先张拉张拉2、5、8...号钢束，然后张拉3、6、9...号钢束，最后张拉1、4、7...号钢束).

钢束B张拉顺序

参见上图用绿色表示的底板束最外侧的钢束(钢束B)的张拉顺序。其它说明同钢束A。

张拉控制应力

定以顶板束和底板束的张拉控制应力

Su ：钢束的标准强度（极限抗拉强度)

Sy ：钢束的设计强度(屈服强度)

注浆

当预留管道注浆后，截面特性值的计算将考虑钢束和管道的换算后的截面。因此注浆的时期将决定使用换算截面的时间。

注：

截面刚度计算时应用的全截面或毛截面/换算截面在施工阶段分析控制里指定。

张拉钢束时(即拉即注)
对于每个施工阶段，张拉钢束后均立即注浆。

每n个施工阶段
每n个施工阶段注一次浆。n=1表示在张拉完本施工阶段的钢束后，在下一施工阶段的第一天开始注浆；n=2表示施工完两个桥梁段后，在施工第三个桥梁段的第一天注浆。

定义钢束特性值

没有定义钢束的情况单击按钮来定义钢束特性值。

室数

显示定义截面时定义的PSC箱梁的室数。

对称

两侧腹板钢束对称时选择。

Ht：输入截面上端至顶板束的垂直距离。

Hb：输入截面上端至底板束的垂直距离。

位置：顶和底中选择。

基准线(m)：为了简单的输入横方向的钢束，输入基准线的位置。

Bli(m)：输入左侧腹板钢束中与基准线最近的钢束的横向距离。与方向无关，所有数据取（+）符号。

Nli：输入腹板左侧布置的钢束的个数。

Bri(m)：输入腹板右侧钢束中与基准线最近的钢束的横向距离。与方向无关，所有数据取（+）符号。

Nri：输入腹板右侧布置的钢束的个数。

ai：输入钢束之间的距离。

钢束特性值：选择钢束特性值

<图4> 腹板束对话框（类型 1）

腹板束对话框－类型 1

定义预应力箱梁腹板束(后期束)的布置位置、形状、张拉控制应力等。

类型

定义钢束纵向布置形状类型。

无 ：没有腹板束的情况。

类型 1 ：跨中保持两根钢束，中间支座保持三根钢束的布置方式。钢束的截面特性值均相同。

类型 2 ：跨中及支座均为三根连续钢束的布置方式。三根钢束的截面特性值可不相同。

预应力钢束的特性值

定义钢束的特性值。当需要建立、编辑、查看钢束特性值时，可以点击左侧的，将弹出"钢束特性值"对话框。

1st 钢束
选择类型1时，定义最上端腹板束的特性值。选择类型2时，定义所有钢束的特性值。

2nd 钢束
仅用于定义类型2中间钢束的特性值。

3rd 钢束
仅用于定义类型2最下端钢束的特性值。

张拉控制应力

定以腹板束的张拉控制应力。

Su ：钢束的标准强度（极限抗拉强度)

Sy ：钢束的设计强度(屈服强度)

位置

定义腹板束在腹板的横向布置位置。

Ey, θ
参见对话框中的图形输入。Ey为腹板束平面距离截面中心的距离，θ为腹板束平面与截面的xz平面的夹角。

H, G1, G2，...
定义钢束在纵向布置的控制点。

注 1
仅用于类型2的a和b为钢束在锚固端的直线段长度。

注 2
钢束的布置也可以利用"钢束布置形状"功能来定义。

注浆

当预留管道注浆后，截面特性值的计算将考虑钢束和管道的换算后的截面。因此注浆的时期将决定使用换算截面的时间。

张拉钢束时(即拉即注)
对于每个施工阶段，张拉钢束后均立即注浆。

每n个施工阶段
每n个施工阶段注一次浆。n=1表示在张拉完本施工阶段的钢束后，在顶进完第三个下一桥梁段后注浆；n=2表示施工完两个桥梁段后，在顶进完第三个下一桥梁段后注浆。

内部腹板束

该选项仅适用于单箱双室箱梁。当选择该项时，所有腹板均设置预应力束；反之，钢束仅布置在箱梁两侧腹板。

<图4> 腹板束对话框（类型 2）

腹板束对话框－类型 2

输入箱梁上下端至钢束中心的距离、斜钢束的布置角度、输入转弯点的曲线半径来布置直线与曲线组成的钢束。

类型

定义预应力箱梁腹板束(后期束)的布置位置、形状、张拉控制应力等。

无：没有腹板束的情况

类型 1：跨中保持两根钢束，中间支座保持三根钢束的布置方式。钢束的截面特性值均相同。

类型 2：跨中及支座均为三根连续钢束的布置方式。三根钢束的截面特性值可不相同。

  预应力钢束特性值

定义钢束的特性值。当需要建立、编辑、查看钢束特性值时，可以点击左侧的 ，将弹出"钢束特性值"对话框。

1st 钢束

选择类型1时，定义最上端腹板束的特性值。选择类型2时，定义所有钢束的特性值。

2nd 钢束

仅用于定义类型2中间钢束的特性值。

3rd 钢束

仅用于定义类型2最下端钢束的特性值。

注浆

当预留管道注浆后，截面特性值的计算将考虑钢束和管道的换算后的截面。因此注浆的时期将决定使用换算截面的时间。

室数

在截面表单里定义的PSC 箱梁截面的室数。

对称

两侧腹板束对称时选择此项。

Eyi

截面中心至腹板中心的横向距离（如上图所示偏心距在左侧为(+)，在右侧为 (-)，(-)符号在非对称截面时使用。

θi

输入腹板束平面与xz平面的夹角，夹角的倾斜角度符号与下图相同。

ai

输入腹板中心至钢束的横向距离，腹板中心左侧为(-)右侧为(+)。

G1～G4, C1～C3, R1～R3, S1～S4, Theta1～Theta2

按参照图输入钢束布置数据。

注

钢束不能布置的情况

如下图的曲率半径较大且钢束被重叠的情况，钢束不能布置。

打开*.wzd格式的基本数据文件的功能。打开MIDAS/Civil 以后，可利用此功能直接在建模助手的对话框修改基本数据或确认。

在顶推法建模助手输入的数据以*.wzd格式的文件保存。

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