斜拉桥问题及回答
我在学习用Midas算斜拉桥的时候有如下问题和想法：（1）Midas算斜拉桥成桥索力优化的时候，我看到几个相关的例题（比如未知荷载系数功能）的基本模型都是包含拉索的。我看了不少相关书籍，觉得成桥索力优化的基本模型应该取为去掉拉索，但把拉索索力作为外力加到塔和主梁上的结构。如果在结构重力和拉索索力共同作用下，拉索与主梁交接处位移为0时，按例题的拉索体内力模型才会与把拉索索力当外力加在结构上的模型结果一致。也许您要告诉我用把拉索索力定为成桥阶段体外力荷载类型工况，其实这样只是解决了拉索索力作用时的问题，但是自重作用下拉索包含在基本结构中，会导致拉索伸长而导致额外的拉索索力。我想了个办法，成桥状态分析，按两个施工阶段进行，第1步激活除了拉索外的所有结构，第2步激活拉索，施工阶段分析控制里面定义索张拉力为体外力。看结果就看第2步的，这样分析就可以保证基本模型是去掉拉索但把索力作为外力的结构（附件1）
（2）对于未闭合配合力功能，我看了论坛上的相关问题，结论是：未闭合配合力功能＋施工时拉索初拉力设为体内力且值为成桥索力=不考虑未闭合配合力功能＋施工时拉索初拉力设为体外力且值为张拉索力。如果这个等式确实成立，那计算简单多了，因为可以直接由成桥索力就可以导出张拉索力。问题是我做一个例题，分别按上述等式两边的方法做的，可差别比较大，一般都超过了5％（10％以内），按理说是不差的，我的模型见（附件2），您看看，哪儿设置不对，不过不是设置不对，您能解释一下原因吗？另外未闭合配合力功能的原理所有资料都说得很笼统，能不能给个简单的按这个原理手算的过程。
（3）斜拉桥的倒装分析在Midas里很困难。原因根（1）差不多，国内的软件分析的时候如果给某个索一个索力，这个索力对结构作用效应就是把索断开，但把索力作为外力加到主梁和塔上。倒装分析的时候拆掉杆件时，拉索索力会有增量，原索力加上增量就是拆此杆件后的拉索索力。Midas做倒装分析就麻烦了。我试着在（1）的基础上做倒装分析，结果出错，见附件（3）。Midas能不能给个倒装分析的例题？
上面三个问题我仔细分析后才提出的，归结起来就两方面（A）成桥分析基本模型怎么取（B）未闭合配合力功能的具体原理，为什么附件2按此算不对。
衷心希望Midas公司能重视我提的问题，欢迎对我的问题批评指点。
您好！
1、您说的方法是可行的。针对不同的分析类型，可以采用多种分析方法。软件功能是既定的，实现目的的方式是多样的。如果不考虑施工阶段，则模型中所有单元承受所有荷载，这对成桥后荷载是没问题的，但对有些荷载就是不合理，这是在建模时需要个人去考虑的问题。如果要考虑此问题必须建立施工阶段模型，仅建立成桥模型显然是不合理的。（如组合结构考虑钢梁承受钢混组合结构的自重，混凝土不承受自重，必须建立施工阶段模型）
2、您所描述的等式是不成立的，体内力和体外力是初拉力荷载表达的两种方式，两种荷载施加方式在达到相同的效果时，仅是具体的荷载值是不同的。见附件“体内力和体外力”。在“斜拉桥考虑未闭合配合力正装分析”文章中已经说明了为什么要考虑未闭合配合力，因为正装和倒拆的结构体系是不同的，尤其是对合龙段结构而言。因此需要在正装时需要给合龙段单元施加附加力-未闭合配合力，所以您所描述的公式是不成立的。
3、您所描述的国内软件的做法就是midas中体外力的做法。做倒拆分析我们通常建议采用体外力。因为体外力施加时，作用初拉力的桁架单元是不参与此力的受力分析的，该初拉力以等效节点荷载的方式施加在桁架单元的两个节点上，桁架单元在此力的作用下内力即为初拉力大小。附件“体内力和体外力”。
小结：按照您的理解考虑加劲梁和索分不同阶段参与受力，则必须建立施工阶段模型；未闭合配合力的原理本人水平有限，只能请您参考网站上发布的未闭合配合力的资料说明。
谢谢！
斜拉桥问题及回答2
感谢您的回答，想继续和您探讨一下：（1）对于体外力和体内力，您发给我的模型我看了，简单的说，体内力大概可以类似于Ansys用降温法模拟预应力束的张拉力一样：假如你直接算出来为了模拟钢绞线20吨的张拉力需降温100度，直接输入100度的话计算候钢绞线上的力肯定比20吨小，ansys输入的时候降温多降一点，让计算后钢绞线上的力接近20t，当然了一般都试算几次。您的模型中为了达到与体外力相同的效果，输入的体内力是体外力的663.7倍。千斤顶顶着结构张拉索，索力上去的时候变形也发生了，所以应模拟为体外力。张拉时设置索力为体内力是一般来讲是无意义的——如果说设置为体内力有意义的话，那就是网络上（钢结构论坛之类的）讨论得很多的Midas的未闭合配合力功能——第（2）的点理解由此引出。（2）首先解释一下我上传的附件2模型的个人思路。首先我在施工阶段分析控制里将索拉力设置为体外力，然后正装分析，得到最后一个施工阶段末的拉索索力，也即常说得成桥恒载索力。然后我把得到的这个成桥恒载索力作为初张力赋给相应拉索，并在施工阶段分析控制里面将索拉力设置为体内力，勾上未闭合配合力单元组，然后运行分析。对比每一个施工阶段的桁架单元内力及其它位移内力，明显不同。我想说的是既然二者不相同，即您说得我的等式不成立的话，未闭合配合力功能的用处又体现在哪儿？（3）对于倒装分析，不是不会拆杆件，而是初始状态在Midas里面怎么定：初始状态基本模型应该取为去掉拉索，但把拉索索力作为外力加到塔和主梁上的结构。而Midas就算设置索力为体外力荷载类型工况，依然不是这种基本模型，原因在前面我已经说过了。不知道您是怎么看待这个问题的。（4）另外采用索单元做线性分析，输入初拉力，拉索弹模会自动考虑垂度修正。垂度修正和索力相关，而索力随着施工阶段又变化的。一般程序处理的方法有很多：如（A）按每根拉索初张拉的索力修正，前提是拉索张拉力是主要的，后期索力增量变化相对于拉索初张拉力比例不大。（B）施工阶段n取施工节段n－1的拉索索力进行修正。我想问一下，Midas是取什么的索力进行修正的？这个问题网络上也有很多朋友关心。 这些问题在一些论坛和群里面都有探讨，总没有一个好的结论，耽误您宝贵的时间，麻烦您再看一下。您好！
1、还是那句话，体内力和体外力是索初拉力荷载的两种表达方式，在效应上是没有区别的，区别仅在于不同的加载方式具体的荷载值是不同的。见附件1，用您的原模型，不用做施工阶段分析，采用不同的初拉力加载方式和荷载值，可以得到相同的效应。其中体内力的成桥状态是通过未知荷载系数法求得的。
经您提醒，我想到一个用体外力得到成桥状态的好方法，将自重等不由拉索承担的荷载和索初拉力定义在一个荷载工况内，并将此工况定义为体外力类型，则拉索不承受这些荷载的作用，仅承受体外索初拉力的作用。而其他二期、温度、活载等成桥荷载可以另建荷载工况由梁和拉索共同承担。见模型“成桥体外分析”。（你提出的体外力建立成桥状态的方法比体内力建立成桥的方法的优越之处在于省去了成桥分析求解合理体内力的过程）
2、未闭合配合力是基于成桥体内力加载方法基础上开发的，所以必须使用体内力。我以1中的“成桥体内分析”为例，注意这里定义考虑未闭合配合力的正装分析时，索的初拉力荷载应该是成桥模型中的初拉力荷载，而非成桥时索单元内力。见模型“正装未闭合体内分析”，最终成桥阶段索内力即为成桥控制内力。
3、倒拆分析以“成桥体内分析”为初始状态，施工阶段初拉力类型采用体内，由此得到各个施工阶段索内力用于指导正装体外分析。将“倒拆体内”模型得到的各个施工阶段，在另存的正装分析模型中，使用体外力，不考虑未闭合力，也可以得到成桥控制索力。
小结如下表：
分析类型
索初拉力类型
索初拉力参考模型
成桥建模
体外、体内均可，注意两种方式的荷载工况和荷载值均不同
已知的成桥控制索力
考虑未闭合正装
体内
成桥体内
一般倒拆
体内
成桥体内
一般正装
体外
一般倒拆得到的各阶段拉索内力
注：以上各种闭合功能和未知荷载系数功能都是针对的线性分析功能。
4、如果拉索采用索单元模拟，则如果要考虑垂度影响，必须定义非线性分析，成桥非线性分析在分析〉非线性分析控制数据中定义，施工阶段非线性分析在分析〉施工阶段分析控制数据中定义。在施工阶段非线性分析中，当前步骤（注意是步骤不是阶段，因为每个步骤都要修正刚度）索刚度不是简单的一次修正，而是根据当前和前一步骤的受力情况多次反复计算直至达到平衡状态才能得到精确的刚度值。具体计算方法参考用户手册第二册关于悬索单元刚度计算的说明P10~P13。
对于索单元，如果没有定义非线性分析，程序默认按等效桁架单元进行分析，此时索刚度属于一次修正，如果在成桥定义了初始单元内力，则初始单元内力就是索单元等效刚度计算的初索力。
谢谢！
斜拉桥问题及回答3
> 最近我在做斜拉桥施工阶段分析时又遇到了如下几个问题：(1)我想导出影响矩阵。采用2种导出方法，一是建立成桥模型后不做施工阶段分析直接通过 结果/未知荷载系数 导出，还有一种是做施工阶段分析时，在"施工阶段分析控制数据"里选择'在PostCS将最终施工阶段的构件内力转换为初始内力'这一项，然后分析完毕后，选择施工阶段中的'PostCS'这一阶段，文件/另存当前施工阶段为...(假如取名为1111)，最后由模型1111按照前面第一种方法所说的导出影响矩阵。我想知道的是，2种方法导出的影响矩阵是相同的吗，如果不同，那我想在跨中刚合拢后进行调索(不使用未闭合配合力功能调索)，我应该使用第二种方法导出的影响矩阵吗？(2)如果使用未闭合配合力功能调索，是不是只要按照网站上资料所说的那两步操作就可以了，至于拉索及合拢段的计算程序会自动完成，是这样吗？(3)在定义'计算未闭合配合力的索单元或梁单元结构组'时，索单元和梁单元如何选取？是选取使结构体系发生变化的单元吗，如边跨、及中跨合拢时激活的单元？(4)使用未闭合配合力功能调索时的注意事项是'正装分析时安装拉索和输入张力的阶段，不能激活和钝化除索单元和索张力以外的单元和其它荷载',那'安装拉索和输入张力'和'激活和钝化了除索单元和索张力以外的单元和其它荷载'是属于同一阶段的不同子步骤，这样子可以吗？(5)对于未闭合配合力功能介绍的资料里讲的'初始平衡状态'就是理想成桥状态吧？如果做施工控制时目标状态暂时不想考虑加载二期铺装后的状态，是不是要将在理想成桥状态里把加载二期铺装的影响去掉后 这一状态作为初始平衡状态？> 不知我表达清楚没有，烦请解答，谢谢！
您好！关于您的问题现回复如下：
1、采用您所说的两种方法得到的影响矩阵是一样的。因为两种方法建立的模型是一样的，都是针对成桥状态的索力计算建立的模型。对于您所进行的斜拉桥施工阶段分析，可以用针对施工阶段的拉索索力的未知荷载系数法。
2、考虑未闭合配合力的操作按照例题的操作步骤执行就可以。
3、因为考虑逐渐上拉索和加劲梁，所以加劲梁单元和拉索单元都应该属于未闭合配合力结构组。
4、在一个施工阶段里不能有其他单元和荷载的增减，所以在同一施工阶段不同步骤增加单元和荷载也是不容许的。
5、初始平衡状态指的是成桥状态，如果成桥状态不考虑二期恒载，那么在做斜拉桥的成桥状态分析时不考虑二期荷载作用就可以了。谢谢！ 个人觉得midas把预拉力问题搞复杂了。加体内力应该就类似降温法，实际拉力能到多少取决于边界条件，施加体外力才是张拉到的荷载值。
用未知荷载系数法进行成桥分析时，应该是用的体内力的概念，成桥状态的索力是未知的，未知系数法的目标是使桥在自重及索初张力作用下位移最小。
但如果是另外一种情况，桥已完成，索力已知，与初始设计有所不同。要根据实际索力情况升级分析模型，那就是应该用体外力的概念来实现。如何来实现呢？ 本帖最后由 sokd_0 于 2010-4-17 16:30 编辑
谢谢楼主分享的好帖，本人正需要斜拉桥设计资料呢 好贴，学习学习，正在研究斜拉桥的倒装分析。
遇到的问题是，倒装分析中，把后面的单元一个一个冻结后，在最后就只能看到最后剩下的那个阶段的单元，在结果查询中，无法查看各个施工阶段的位移及内力等 好，不错。
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