在斜拉桥的设计中,需要计算能满足成桥阶段设计条件(加劲梁的弯矩分布均匀、索塔不受或只受较小的弯矩作用、均匀的索张力布置等)的各施工阶段索的张力,从而要求进行较为精确的施工阶段分析。
施工阶段分析可为正装和倒装分析。正装分析是按实际施工顺序建立各阶段模型,逐步安装加劲梁和拉索,通过分析得到各施工阶段的内力和位移。倒装分析是在成桥阶段求出满足设计条件的索的张力后,按与实际施工顺序相反的方向建立各阶段模型,逐步拆除桥梁段和拉索,通过倒退分析可获得各施工阶段索的张力。
从理论上说,将倒退分析获得的各参数应用到正装分析中,会得到满足设计条件的成桥状态。但是当需要考虑收缩和徐变时,因为收缩和徐变与结构的形成过程有关,而倒退分析在时间上是逆时间顺序的,所以一般的倒退分析无法准确地反应各阶段的位移和内力状态。虽然目前有一些替代方法(如迭代法),但正装和倒推分析结果不一致(不闭合)的问题始终存在。所以在一些斜拉桥设计中有很多设计公司只做正装而不做倒退分析,这样在各施工阶段需要多次对索力进行调试计算,以期达到成桥阶段的设计要求,分析工作相当繁琐。
MIDAS/Civil的未知荷载系数功能可求出满足成桥阶段设计要求(加劲梁的弯矩分布均匀、索塔不受或只受较小的弯矩作用、均匀的索张力布置等)的各施工阶段的较为理想的索力,解决了设计人员繁琐的试算问题,提高了设计精度和工作效率。
本文将通过例题介绍MIDAS/Civil的未知荷载系数功能的使用方法、考虑施工阶段的未知荷载系数的计算方法以及未知荷载系数的影响矩阵法。
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