施工阶段分析二

对于某些形式的桥梁施工来说阶段施工分析是有必要的，不管它是对逐步分段施工的箱形梁桥进行一个详细的分析还是对斜拉桥和悬索桥的拉索或吊架的位移进行模拟。 LUSAS的阶段施工分析为用户提供了模拟阶段性施工或随着时间的推移进行结构重建的方法，并且提供了评估结构改变、施加荷载改变所带来的影响的方法，如果需要的话，材料随时间改变的影响也可以评估。

LUSAS的桥梁软件不像其他的一些软件，它只需要创建一个模型文件，而这一个模型文件就可以包含所有的进行每一个施工阶段分析所需要的信息。几何的和材料的非线性影响，材料的时效影响比如收缩和徐变，所有这些都可以随着一个分析的运行包含在一起。

概述

在LUSAS的桥梁软件中进行阶段施工过程的模拟需要建立一个包含所有的几何、材料特性，支承和荷载的分配的完整模型。然后生、死功能被用于激活和移除单元群组并关联属性来模拟每一个施工阶段，

模型的完整阶段施工分析过程是在LUSAS属性目录的工况面板中进行控制的。斜拉桥模型（如下所示）的工况树形目录的详细内容如右图所示。

LUSAS的阶段施工

• 可以模拟梁、壳、实体单元（一些软件只能使用梁）的完整阶段施工

• 支持单元的完全激活和移除

• 可以模拟任何支承条件并且可以在随后的施工过程中按照需要添加或移除支承

• 可以用非线性接触（滑动线）模拟滑动轴承

• 包含临时/移动荷载的支承和荷载工具

• 可以在模型的任何位置进行加载

• 随时间推移改变荷载/应力/应变，并且如果合适的话，可以在施工阶段之间锁定应力。

• 当跨度施工完成后可能会用到规定的位移和顶托荷载

• 时效性材料的特性，包括与CEB-FIP1990模型规范中的混凝土收缩和徐变相关的应力，（还有其他的）还包括蠕变恢复。

• 为特殊材料特性和规范自定义的时效曲线

• 用单根或多根预应力筋的向导来给模型对象定义和分配钢束特性和时间阶段。

• 由蠕变，收缩和超载引起的钢筋松弛，弹性模型的时间效应和钢束的后张拉力松弛

• 可以为每一个工况比如后张拉力效应，或为单纯收缩和徐变的影响单独记录累积效应

• 也可以通过指定获得的效果来查看和评估从上一阶段开始结构发生的净变化。

支持典型的阶段施工方法

• 连续性结构的梁和板（PPC梁或钢梁）的阶段布置

• 连续梁各跨施工的混凝土浇筑

• 分跨的预制节段安装

• 现场浇筑平衡悬臂法施工

• 预制节段平衡悬臂法施工

• 预制节段面板的分段安装

• 顶推法

• 斜拉桥的平衡布置

固定的/移动的模架

跨间施工

首先将一跨内所有的节段吊装成一列，然后对齐，连接，*后通常会在径向用后张拉法将其连在一起形成完整的一跨。

在LUSAS中，这个可以建立一个线形的梁模型，并可以选择进行面板横截面的渲染来查看结果云图。

下面的动画演示了随后各跨（不包括底部结构）的施工过程。如果需要的话，该分析还可以合并施工阶段和随着施工进行的蠕变影响之间的后张拉力。

分段布置

桥的节段被安放成一列按照单一方向进行布置的一种方法，节段从支承处延伸出去形成逐渐延伸的悬臂梁，直到到达下一个支承处。

带有顶托支承的分段布置

桥的节段被安放成一列按照单一方向进行布置的一种方法，节段从支承处延伸出去形成逐渐延伸的悬臂梁，直到到达下一个支承处然后顶托到相应位置上。

平衡悬臂方法

一个桥梁桥墩两侧上部结构的建造过程

使用LUSAS，徐变/收缩分析可以包含一个年限属性（对于预制单元）也可以检查桥梁的稳健性，例如，一个节段可能会被起重机完全掉落，动态效应（冲击）也是很重要的。当然也可以包含二阶效应（P-δ效应）。

顶推法

顶推法包括在桥的实际位置现场预制一个桥节段的连续滑道，然后在桥所在位置将上部结构顶推到临时和固定的支座上。应用该施工方法建造的**的例子就是位于爱尔兰的Blackwater 高架桥。

使用LUSAS，顶推法可以进行直线的梁板推进，也可以进行曲线的梁板推进。顶推法建模可以有两种方式，一种是将模型沿着一系列的固定支座推进，另一种是激活并使在逐步添加的模型下面的一系列支座后退。下面列举了这两种方法的案例。

直线板的推进

点击播放视频（新窗口打开）

曲线板的推进

点击播放视频（在新窗口打开）。本模型分析中使用了一个简化的路线。

阶段施工建模：案例参考

*初提出的I95号密西西比河大桥是一斜拉桥结构，连接美国伊利诺斯州和密苏里州，当其建成时将打破斜拉桥的世界记录，会缓解密西西比河上已建桥梁的交通压力。

该桥建设单位是伊利诺斯州和密苏里州的交通部门，由Modjeski和Masters设计。采用LUSAS Bridge中的分阶段施工功能模拟了800天的施工期，为了分析徐变效应，共模拟到10000天。

后张拉

一些类型的阶段施工分析可能也需要后张拉。查看后张拉产品信息文档获得更多详细信息。