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张弦梁安装安全张弦梁施工过程仿真模拟验算

目录

TOC\h\z\u5.1 施工仿真的目的和意义 1

5.2 张弦梁安装过程施工仿真验算 1

5.2.1 模型处理 1

5.2.2 90和72米跨施工过程仿真验算 2

5.2.3 90米跨验算结果 8

5.2.4 72米跨验算结果 9

5.2.5 45米跨张弦梁验算 16

5.1 施工仿真的目的和意义

由于在预应力钢索张拉完成前结构尚未成形,结构整体刚度较差,因此必须应用有限元计算理论,使用有限元计算软件进行预应力钢结构的施工仿真计算,以保证结构施工过程中及结构使用期安全。

施工仿真计算实际上是预应力钢结构施工方案中及其重要的工作。因为施工过程会使结构径历不同的初始几何态和预应力态,这样实际施工过程必须和结构设计初衷吻合,加载方式、加载拉序及加载量级应充分考虑,且在实际施工中严格遵守。理论上将概念迥异的两个阶段或两个状态分别称为初始几何态和预应力态,这两个状态的分析理论和方法是不同的。在施工中严格地组织施工顺序,确定加载、提升方式,准确实施加载量、提升量等是必要的。施工仿真具体目的及意义如下:

1、验证张拉方案的可行性,确保张拉过程的安全;

2、给出每张拉步的应力及变形情况,为实际张拉时的张拉力值的确定提供理论依据;

3、给出每张拉步结构的变形及应力分布,为张拉过程中的变形及应力监测提供理论依据;

4、根据计算出来的张拉力的大小,选择合适的张拉机具,并设计合理的张拉工装;

5、确定合理的张拉顺序。

5.2 张弦梁安装过程施工仿真验算

5.2.1 模型处理

采用midasgen有限元分析软件进行计算,上弦梁采用一般梁单元,拉索采用只受拉单元,支撑架采用只受压单元,柱底采用固定支座,拉索两端采用梁单元梁端释放约束,来定义两端边界条件(一端铰接,一端y向移动铰接)。

施工仿真边界处理:柱子建立并施加柱顶梁端约束(设置可滑动等)→张弦梁全部张拉完成→去掉柱顶梁端约束→施工张拉调整

图6.1固定铰支座图6.2滑动铰支座

固定铰支座滑动铰支座

固定铰支座

滑动铰支座

90米跨梁端约束支座

5.2.2 90和72米跨施工过程仿真验算

根据以上施工步骤进行施工仿真验算,采用midasgen有限元分析软件进行计算,上弦梁采用一般梁单元,拉索采用只受拉单元,支撑架采用只受压单元,柱底采用固定支座,拉索两端采用梁单元两端释放约束,来定义两端边界条件(一端铰接,一端y向移动铰接)。

步骤说明

模型情况

第一步:钢柱及周边钢构安装

第二步:第一组钢梁安装

第三步:第一组拉索安装并初次张拉

第四步:第一组拉索二级张拉

第五步:第一组拉索三级张拉

第六步:安装第二组钢梁

七步:第二组拉索安装并一级张拉

第八步:第二组拉索二级张拉

第九步:第二组拉索三级张拉

以以上步骤安装所有张弦梁,第十步~第三十二步

第三十三步:全部张弦梁安装完成

第三十四步:安装组与组之间的连接杆件

第三十五:安装后装杆件

5.2.3 90米跨验算结果

90米跨张弦梁平面布置图

张拉完成后张弦梁情况数据表:

张弦梁编号

索荷载

一级张拉

张拉完成

初张拉百分比

支架位置竖向位移

滑动支座水平位移

拉索索力kN

张拉百分比

滑动支座水平位移(mm)

张拉完成态索力(kN)

起拱量(mm)

(应变)

90-1

0.0025

68%

3.58

13

771

100%

41

870

115

90-2

0.0025

64%

5.01

14

705

100%

43

810

116

90-3

0.0025

60%

3.4

13

700

100%

43

780

120

90-4

0.0025

56%

3.2

13

680

100%

46

750

125

90-5

0.0025

53%

2.2

15

660

100%

47

752

125

90-6

0.0025

54%

4.3

13

650

100%

51

740

123

90-7

0.0025

57%

4.13

12

680

100%

54

750

123

90-8

0.0025

61%

4.55

14

715

100%

54

780

122

90-9

0.0025

63%

3.57

15

710

100%

55

770

115

90-10

0.0025

64%

3.08

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710

100%

53

770

125

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57%

5.62

14

700

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68

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5.31

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69

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3.87

14

780

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