功 能

由程序自动生成用悬臂法(FCM，Free Cantilever Method)施工的预应力箱型桥梁的单元、边界条件、钢束的布置以及各施工阶段。

关于使用建模助手或一般建模功能建立悬臂法桥梁的步骤以及对悬臂法桥梁建模助手各功能的详细介绍可参见本程序用户手册"高级应用例题"中"使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析"和"使用一般功能做悬臂法桥梁的施工阶段分析"等例题。

注1

对于非对称施工、两侧跨度不同、变截面按多项式变化、孔道灌浆的时间调整等可以反映实际施工状况的要求，都可以通过悬臂法桥梁建模助手来实现。

注2

只要数据输入无误，在悬臂法桥梁建模助手输入的数据都将保存在该对话窗口，关闭该对话窗口后，可以重新打开查看或修改已输入的数据。另外，建模助手的数据还可以保存为wzd文件，在新文件中重新打开。

命 令

在主菜单中选择模型 > 结构建模助手 >  悬臂法(FCM)桥梁...。

在树形菜单的菜单表单中选择几何模型 > 结构建模助手 >  悬臂法桥梁...。

输  入

<图1> 悬臂法桥梁建模助手对话框

模型数据类型

选择数据的输入形式。

类型1: 由建模助手输入箱梁的截面和钢束形状的方式。

类型2: 由用户直接输入箱梁的截面和钢束形状的方式。

选择类型2，用户可以导入自己定义的截面，包括单箱多室截面。

模型对话框

定义桥梁各构件使用的材料、截面以及各构件的尺寸。

材料(主梁)：输入主梁使用的材料。

材料(桥墩)：输入桥墩使用的材料。

桥墩截面：输入桥墩截面。

注：
需要增加或修改材料和截面时点击右侧的。

施工持续时间
输入包括支模、绑扎钢筋、布置钢束管道、浇筑混凝土以及养生的时间，即施工一个桥梁段的所需的时间。现场浇筑时，输入的施工持续时间应大于构件的初期材龄。

桥墩数：结构的桥墩数量。

半径
输入弯桥的半径。当为弯桥时，所有输入的顺桥方向数据均为箱梁中心线弧长。

构件制作方法

现浇
在现场浇筑各桥梁段。

预制
事先预制桥梁段(PSM, Precast Segment Method)。施工持续时间不必大于构件的初期材龄，不考虑混凝土的湿重。

P.T.

零号块上部长度。使用该项，表示所有零号块的尺寸均相同。当各零号块的尺寸不同时，可以点击键，在弹出的对话框中定义。

B

零号块下部长度。参见P.T.说明。

可以分别定义各桥墩零号块的类型和尺寸。

<图2> 零号块对话框

在零号块对话框的列表中将显示与在建模助手中输入的桥墩数量相同的零号块数量。选择相应的零号块后定义该零号块的形状和尺寸。

零号块类型
参考相应图形选择零号块类型(单一横膈板或双横膈板)。因为零号块左右尺寸可以输入不同数据，所以可以建立非对称的悬臂法桥梁模型。

点击此键可以将在零号块类型中输入的尺寸赋予选择的零号块。程序默认为各零号块为单一横膈板。

点击此键可以删除相应零号块被赋予的双横膈板的信息，恢复程序默认值。

注
单一横膈板主要适用于单柱桥墩，双横膈板主要适用于双柱桥墩。双横膈板的(0.5*(T2+T4)+T3)与双柱间距c值一般相同。

合龙段

K1、K2
输入合龙段的长度。使用该项，表示所有合龙段的尺寸均相同。当各合龙段的尺寸不同时，可以点击键，在弹出的对话框中定义。

可以分别定义各跨合龙段的类型和尺寸。

<图3> 合龙段对话框

根据前面定义的桥墩数，在合龙段对话框的目录中自动生成合龙段列表。选择相应合龙段修改内容。

合龙段长度 ：输入合龙段的长度。

左侧等截面桥梁段数 ：合龙段左侧等截面桥梁段数。

右侧等截面桥梁段数 ：合龙段右侧等截面桥梁段数。

注 1
因为支模的需要合龙段两侧有时需要一定的直线区间。在前面建模助手中定义的区间zone1和zone2中包含合龙段对话框中的直线区段。

点击此键可以将输入的尺寸赋予选择的合龙段。程序默认合龙段左右等截面桥梁段数量为1。

删除赋予合龙段的信息，恢复程序默认值。

桥墩

H、C
输入桥墩的高度和采用双柱时的双柱间距。

注
当双柱间距输(C)为'0'时，表示桥墩截面为单柱。当为双柱时，每个柱的截面大小均为前面定义的桥墩截面。

满堂支架法

输入按满堂支架法(FSM，Full Staging Method)施工的区段单元分割长度，从桥台向桥墩方向分割。

Zone

输入桥墩左侧(Zone1)和桥墩右侧(Zone2)桥梁段的单元分割长度，从零号块向桥台两边分割。当各桥墩左右桥梁段的单元长度不同时，可以点击键，在弹出的对话框中定义。

可以分别输入各桥墩左右侧的桥梁段的单元分割长度，主要适用于非对称施工的桥梁和各跨跨度不相同的桥梁。

<图4> Zone详细设定对话框

根据前面定义的桥墩数，在Zone对话框的目录中自动生成区段分割列表。选择相应合龙段修改内容。

Zone1、Zone2 ：零号块左右侧桥梁段单元分割长度。输入数据时，可以用空格或逗号分隔数据。

注
点击可以定义各零号块左右桥梁段的单元分割长度Zone1和Zone2；不选择时，Zone1和Zone2分别为边跨和中间跨桥梁段的单元分割长度。

左侧曲线方程次数 ：输入零号块左侧桥梁段变截面的曲线方程次数。

右侧曲线方程次数 ：输入零号块右侧桥梁段变截面的曲线方程次数。

注 1
方程次数输入2时，按二次曲线变截面。方程次数可以为小数，当输入大于2的数时，按二次方程处理。

注 2
二次方程曲线的控制点 ：开始点为零号块下部尺寸端点，结束点为合龙段左侧(或右侧)直线桥梁段的左端点(或右端点)，曲线在结束点处，与桥梁段截面平面垂直。

点击此键可以将输入的信息赋予选择的桥墩。

删除赋予桥墩的信息，恢复程序默认值。

注
施工桥墩两侧的桥梁段时，有同时施工两侧悬臂部分的对称施工方法，也可以轮换施工两侧悬臂部分的非对称方法。使用非对称方法施工时，本程序只允许左右轮换施工一个桥梁段(不允许在一侧同时施工两个桥梁段)。

输入各桥墩零号块的施工时间间隔。最左侧的桥墩零号块为1号。

<图5> 设定各桥墩施工时间间隔对话框

时间 ：输入各桥墩的零号块与第一桥墩零号块的施工时间差。

点击此键可以将输入的信息赋予选择的零号块。

注
悬臂法桥梁的各桥墩同时施工的可能性不大，因此桥墩之间以及合龙段两侧的桥梁段之间的混凝土是有材龄差异的。该对话框可以将这种材龄差异反应在实际分析当中，即用于计算徐变和收缩、强度进展、预应力损失上。MIDAS/CIVIL将这种材龄差作为一种时间荷载加载到各构件上，参见施工阶段时间荷载。

输入各构件的初期材龄，单位为天。

<图6> 构件初期材龄对话框

注
初期材龄是指构件从浇筑、养生到拆模及拆除脚手架的时间，即该构件作为结构单元正式参与工作时的混凝土材龄。

截面对话框－类型 1

<图7> 截面对话框（类型 1）

截面类型

选择箱梁截面形状，分为单箱单室和单箱双室两种。

输入变截面箱梁两端的截面尺寸。

H1、H2...、B1、B2...、T ：最小变截面端尺寸，也是合龙段截面尺寸。

H2-1、H3-1 ：最大变截面尺寸，也是零号块最大截面尺寸。

注
截面组的曲线形状在Zone详细定义中决定。变截面组的范围在合拢段详细设定中决定。关于定义变截面的详细说明参见"变截面组"。

视图选项

截面大样
选择此项时，上部图形中将显示各尺寸的详细位置。

实际形状
选择此项时，上部图形中将按用户输入的实际尺寸显示箱梁图形。

改某些尺寸后点击此键时，上部图形将按修改后的截面实际形状显示。

截面对话框－类型 2

<图8> 截面对话框（类型 2）

类型2是由用户事先定义好零号块和跨中截面 (合龙段、满堂支架)后，然后再在这里导入的方法。

用户定义

跨中：选择事先定义好的跨中截面。若没有事先定义，可点击 定义截面。

零号块：选择事先定义好的零号块截面。

横隔板：选择事先定义好的横隔板截面。

：根据选择的截面，更新右侧的显示画面。

挂篮荷载(包括模板荷载)

输入挂篮(Form traveler)重量。施工阶段分析时，生成'挂篮n'(n ：施工阶段)荷载组。

注
合龙段中使用的移动式模板重量将以'合龙段挂篮n'(n：合龙段号)荷载组形式出现。施工合龙段之前的前一施工阶段的移动挂篮荷载从左开始生成名称为'挂篮n-m'(n ：施工阶段；m ：移动模板号)的荷载组。

考虑混凝土湿重
决定是否考虑混凝土湿重。

注
建模助手自动生成'混凝土湿重n'(n ：施工阶段)荷载组。在相应的施工阶段激活相应的混凝土湿重荷载组，在下一施工阶段钝化该荷载组。

P ：输入挂篮荷载(不包括混凝土湿重)。混凝土湿重由程序自动计算。

e ：偏心距离(参见上图)

预应力钢束对话框－类型 1

<图9> 预应力钢束对话框（类型 1）

预应力钢束和张拉控制应力

钢束布置和输入预应力张拉应力。不选择该项时，表示不布置预应力钢束。

钢束特性值

选择顶板束和底板束的类型(腹板束的特性值默认为与顶板束相同)。需要定义和编辑钢束特性值时点击右侧的，将弹出"钢束特性值"对话框。

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)

各桥梁段锚固的钢束数量

定义在各桥梁段上锚固的顶板束和底板束数量。

：各桥梁段顶板束锚固数量。点击此项时，将弹出如下顶板束锚固数量对话框。

<图10> 顶板束锚固数量对话框

注 1
在顶板束锚固数量对话框中选择"相等"时，表示各桥墩桥梁段上布置的顶板束相同。选择"不等"时，可分别输入各桥墩桥梁段上布置的顶板束。

注 2
在桥梁段目录中选择相应桥梁段，在锚固数量内输入在相应桥梁段内锚固的钢束数量然后点击，则输入的信息将被赋予相应的桥梁段。

：边跨各桥梁段底板束数量。点击此项时，将弹出如下边跨底板束锚固数量对话框。

<图11> 底板束(边跨)锚固数量对话框

注
对话框中选择"相等"时，表示桥梁左右边跨底板束排列相同；选择"不等"时，表示桥梁左右边跨底板束排列不同。

：中间跨各桥梁段底板束数量。点击此项时，将弹出如下中间跨底板束锚固数量对话框。

<图12> 底板束(中间跨)锚固数量对话框

注
对话框中选择"相等"时，表示桥梁中间各跨底板束排列相同；选择"不等"时，表示桥梁中间各跨底板束排列不同。

截面类型

单箱单室 ：参见对话框中的左侧图形。

单箱双室 ：参见对话框中的左侧图形。

H1、H2、H3、H4，W1、W2、W3、W4、S

输入顶板束的横截面布置位置。S是钢束的间距。

DX1、DX2、DX4，DY1、DY2、DY4

输入顶板束的锚固位置。

DX3、DX5，DY3、DY5

输入腹板束的锚固位置。

击此键，将弹出腹板束钢束横向布置对话框。当前面选择了单箱单室时，腹板束对话框的图形将显示单箱单室图。

<图13> 腹板束锚固数量对话框

注
程序默认腹板束的截面特性值与顶板束相同。

点击此键，将弹出所有钢束纵向布置(各桥梁段锚固数量)对话框。选择"不等"时，顶板束可按桥墩输入不同数量；底板束可按跨度输入不同数量；腹板束默认为各桥梁段相同。

<图14> 所有钢束数量对话框

注 1
N7和N8用于满堂支架法区段。

注 2
钢束数量对话框中的顶板束和腹板束数量之和必须与顶板束锚固数量对话框中的数量相符(程序将腹板束默认为顶板束)。钢束数量对话框中的底板束数量必须与底板束锚固数量对话框中的数量相符。

底板束锚固位置

确定底板束在桥梁段的锚固位置。

x ：输入锚固位置与桥梁段长度比。(参照图形输入)

注
此功能主要适用于预制构件中钢束锚固在桥梁段内部的情况。

顶板束注浆

当顶板束预留管道注浆后，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。

注 1
顶板束中包含腹板束。

注 2
底板束的注浆，程序默认为在成桥阶段一次完成。

注 3
程序默认的钢束张拉顺序为腹板束、顶板束、底板束(边跨)、底板束(中间跨)。

预应力钢束对话框－类型 2

<图15> 预应力钢束对话框（类型 2）

预应力钢束和张拉控制应力

钢束布置和输入预应力张拉应力。不选择该项时，表示不布置预应力钢束。

钢束数...

对称

选择将钢束左右对称配置。

非对称

选择非对称配置钢束。

不同数据

室(Cell)数：显示在截面对话框中所定义的箱梁的室数。

位置：选择钢束的配置位置。对于单箱单室，对称配置钢束时“位置”只有一个，非对称配置时，因左右腹板的配束会不同，所以“位置”会有两个，其中左侧腹板的位置为1（参考图示）。

组

PSTG : 零号块顶板钢束

PWTG : 零号块腹部钢束

CSTG : 中跨的底板钢束

CWTG : 中跨的腹板钢束

ASTG : 边跨的底板钢束

AWTG : 边跨底腹板钢束

注：将钢束设定为组的话，可以按组来查看钢束的坐标、应力、预应力    损失等。在悬臂法桥梁建模助手中，根据钢束类型自动将钢束定义为了以上6个组。

钢束数

输入相应钢束的数量。这里输入的钢束数量将决定预应力钢束对话框中输入栏的数量。

钢束组

显示钢束组的名称。

组基准线

参考图示输入各钢束组的基准线。例如定义PSTG (零号块的顶板钢束)时，以其中的一个PSTG钢束为基准，通过调整钢束的间距Bi值，就可以非常便利地输入剩余的PSTG钢束。

钢束

Bi : 输入横方向上，钢束距离基准线的距离。以基准线为准，左侧为(+)，右侧为(-)。基准线输入为0时，则输入截面的中心到钢束的横向距离。

Hi : 输入从截面顶面或底面到钢束的竖直方向的距离。

以截面顶面为准输入竖向距离的钢束组：PSTG, PWTG

以截面底面为准输入竖向距离的钢束组：CSTG, CWTG, ASTG, AWTG

锚固

Ai : 输入从桥梁段的终端到锚固点的纵向距离。如果锚固点在桥梁段的终端，则输入0。

Bi : 输入从基准线到锚固点的横向距离。

Hi : 输入从截面顶面或底面到锚固点的竖直方向的距离。.

以截面顶面为准输入竖向距离的钢束组：PSTG, PWTG

以截面底面为准输入竖向距离的钢束组：CSTG, CWTG, ASTG, AWTG

Ri : 输入钢束的曲率半径。

Θi : 输入钢束的倾角。

桥梁段：选择包含锚固点的桥梁段。默认值为零号块，若锚固点不在零号块，则选择相应桥梁段即可。可供选择的桥梁段，是根据“模型对话框”中输入的桥梁段数量而自动生成的。

悬臂法的锚固

输入边跨钢束的锚固位置。此时只有边跨的钢束组 (ASTG, AWTG)会被激活。

Ai, Bi, Hi, Ri, Θi, 桥梁段等的说明同上。

钢束特性值

选择顶板钢束和底板钢束的类型。若要添加或修改钢束特性值，可点击右侧的调出“钢束特性值”对话框。

张拉应力

定义顶板钢束和底板钢束的张拉应力。

Su : 钢束的极限强度

Sy : 钢束的屈服强度

当顶板束预留管道注浆后，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。

顶板束注浆

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。

<图16> 悬臂法桥梁钢束显示窗口

注：

“悬臂法桥梁钢束显示窗口”显示的是跨中和零号块的截面与钢束的输入状态。以上图为例，灰色代表的是跨中截面，实线代表的是零号块部分的截面。点代表的是钢束，点周围的四边形（）代表锚固位置。上端的图标按顺序分别为自动对齐、窗口缩放、放大、缩小。平移功能可通过按住鼠标滚轮后移动来实现（参考下图）。

将鼠标放在钢束或锚固点的位置后点击鼠标右键的话，可以看到相应钢束或锚固点信息的即时显示，同时在显示窗口的下端还提供更加详细的说明。

在显示窗口下端的选择栏里选择钢束组后，可以通过指定颜色使该钢束组按不同颜色显示。

对于跨中或者零号块，钢束组的表示方法不同。

跨中 : 表示为CSTG, CWTG, ASTG, AWTG

零号块 : 表示为PSTG, PWTG

在悬臂法桥梁建模助手中将之前保存的*.wzd文件打开后，重新确认或进行修改的功能。

将在悬臂法桥梁建模助手中输入的数据保存为*.wzd文件。

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