迈达斯MIDAS算例02毕业设计第二阶段悬臂梁桥分析与设计

湖南大学土木工程学院2009届桥梁毕业设计湖南大学土木工程学院2009年4月悬臂梁桥分析与设计湖南大学土木工程学院2009届桥梁毕业设计目录1概要22设置操作环境53定义材料和截面64建立结构模型155非预应力钢筋输入306输入荷载307定义施工阶段428输入移动荷载数据489运行结构分析5210查看分析结果5211PSC设计6212RC设计70附录关于温度荷载和支座沉降的模拟79湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计1湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计21概要本桥为305030三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16M。墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15M。（注本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。）在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。通过本例题重点介绍MIDAS/CIVIL软件的施工阶段分析功能、普通钢筋的输入方法、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、PSC设计及RC设计数据的输入方法和查看设计结果的方法等。图1分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式三跨混凝土悬臂梁桥梁长度L3050301100M，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16M，为钢筋混凝土结构施工方法悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁，挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。预应力布置形式T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力截面形式如下图2跨中箱梁截面湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计3图3墩顶箱梁截面梁桥分析与设计的一般步骤1定义材料和截面2建立结构模型3输入非预应力钢筋4输入荷载恒荷载钢束特性和形状钢束预应力荷载5定义施工阶段6输入移动荷载数据选择移动荷载规范定义车道定义车辆移动荷载工况7运行结构分析8查看分析结果9PSC设计（预应力混凝土梁）10RC设计（普混梁和柱）PSC设计参数确定RC设计参数的确定运行设计运行RC梁设计/运行RC柱设计查看设计结果表格和图形查看设计结果表格和图形输出PSC设计计算书输出RC设计计算书使用的材料混凝土主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选STRAND1860湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计4荷载恒荷载自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算预应力钢束152MM31截面面积AU4340MM2孔道直径130MM钢筋松弛系数开,选择JTG04和03低松弛超张拉开预应力钢筋抗拉强度标准值FPK1860N/MM2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数025管道每米局部偏差对摩擦的影响系数15E0061/MM锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值开始点6MM结束点6MM张拉力抗拉强度标准值的75，张拉控制应力1395MPA徐变和收缩条件水泥种类系数BSC55代表普通硅酸盐水泥28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度FCU,F50N/MM2长期荷载作用时混凝土的材龄OT5天混凝土与大气接触时的材龄ST3天相对湿度70RH构件理论厚度程序计算适用规范中国规范JTGD622004徐变系数程序计算混凝土收缩变形率程序计算移动荷载适用规范公路工程技术标准JTGB012003荷载种类公路I级，车道荷载，即CHCD湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计52设置操作环境打开新文件新项目，以混凝土悬臂梁为名保存保存。将单位体系设置为KN和M。该单位体系可根据输入数据的种类任意转换。文件/新项目文件/保存混凝土悬臂梁工具/单位体系长度M力KN图4设置单位体系单位体系还可以通过点击画面下端状态条的单位选择键来进行转换。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计63定义材料和截面定义材料下面定义模型中所使用的混凝土和钢束的材料特性。模型/材料和截面特性/材料类型混凝土规范JTG04（RC）数据库C50名称主梁类型混凝土规范JTG04（RC）数据库C40名称桥墩名称STRAND1860类型钢材规范JTG04（S）数据库STRAND1860图5定义材料对话框定义截面预应力混凝土连续梁通常采用箱梁截面，可以使用截面数据库中的设计截面来定义。首先定义控制位置的一般截面，然后再使用一般截面定义变截面。（注因为对于主梁要进行PSC设计和RC设计，因此主梁截面必须用设计截面来定义，而墩截面必须用数据库/用户截面来定义。）同时定义多种材料特性时，使用键可以连续输入。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计7模型/材料和截面特性/截面/添加截面类型设计截面单箱单室截面号1名称跨中图6定义跨中位置处截面按照左图输入跨中位置处截面的各控制尺寸，并且打开程序自动定义剪切验算位置和自动搜索腹板厚度功能考虑剪切变形开偏心中上部湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计8图7定义支座位置处截面按照左图输入支座位置处截面的各控制尺寸，并且打开程序自动定义剪切验算位置和自动搜索腹板厚度功能考虑剪切变形开偏心中上部湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计9根据已定义的等截面定义变截面模型/材料和截面特性/截面/添加截面类型变截面单箱单室截面号3名称跨中支座偏心中上部截面I、J端通过导入已经定义的跨中截面和支座截面来定义。图8变截面“跨中支座”定义对话框图9变截面“支座跨中”定义对话框在变截面I端导入跨中截面，J端导入支座截面截面偏心选择中上部注变截面梁实际的变化规律以变截面组中定义的规律为准。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计10图10定义桥墩截面使用“数据库/用户”中截面定义桥墩截面截面偏心选择中心湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计11挂梁截面与跨中截面形式一样，可由跨中截面复制生成。在材料和截面列表中选择跨中截面，然后点击截面列表右侧的复制命令，生成新的截面，然后再对新生成的截面修改截面名称即可。图11复制生成挂梁截面注对复制生成的截面修改截面名称即可。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计12最终全桥截面数据如下图所示图12截面列表定义材料时间依存特性并连接施工过程需要考虑主梁和桥墩的收缩徐变特性，为了考虑徐变、收缩，下面定义混凝土材料的时间依存特性。材料的时间依存特性参照以下数据来输入。标号强度FCU,K50000KN/M2（主梁），FCU,K40000KN/M2（桥墩）相对湿度RH70理论厚度1M采用程序自动计算拆模时间3天模型/材料和截面特性/时间依存性材料徐变和收缩名称主梁收缩徐变设计标准CHINAJTGD622004标号强度50000环境年平均相对湿度409970构件的理论厚度1水泥种类系数BSC5开始收缩时的混凝土材龄3名称桥墩收缩徐变设计标准CHINAJTGD622004标号抗压强度40000环境年平均相对湿度409970构件的理论厚度1水泥种类系数BSC5开始收缩时的混凝土材龄3截面形状比较复杂时，可使用模型材料和截面特性值修改单元材料时间依存特性的功能来输入H值。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计13图13定义主梁的徐变和收缩特性图14定义桥墩的徐变和收缩特性湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计14参照图15将一般材料特性和时间依存材料特性相连接。即将时间依存材料特性赋予相应的材料。模型/材料和截面特性/时间依存材料连接时间依存材料类型徐变和收缩主梁徐变和收缩选择指定的材料材料1主梁选择的材料时间依存材料类型徐变和收缩桥墩徐变和收缩选择指定的材料材料2桥墩选择的材料图15连接时间依存材料特性湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计154建立结构模型利用建立节点和扩展单元的功能来建立单元。模型节点建立节点坐标0,0,0模型单元扩展单元全选扩展类型节点线单元单元类型梁单元材料1主梁截面1跨中生成形式复制和移动复制和移动等间距DX,DY,DZ1,0,0复制次数110图16建立几何模型根据桥梁所处位置给各桥梁段赋予实际的截面信息。参照前面的图1可以看到，本桥在边跨的端部为等截面，中跨的挂梁部分为等截面，其他主梁为变截面，各截面对应的单元编号如下表所示截面名称单元编号跨中1TO13，98TO110支座30318081跨中支座14TO2964TO79支座跨中32TO4782TO97跨中挂梁48TO63湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计16以修改截面由低变高梁段，即“跨中支座”梁段截面信息为例，首先通过窗口选择单元1429以及单元6479，或者直接在单元选择框内输入单元编号“14TO2964TO79”回车，则模型窗口中显示“14TO2964TO79”单元被选中，然后在树形菜单中选择“跨中支座”截面，按下鼠标左键不放，拖放至模型窗口，松开鼠标左键，则原模型窗口中被选择的单元的截面信息被重新赋予为“跨中支座”截面，如下图所示图17选择要修改截面信息的单元图18修改截面信息后单元选择框多种选择和解除选择方式对于变截面构件需要定义每个单元适用的变截面信息，而对于一组变化规律相同的单元，使用变截面组功能更快更方便的定义一组变截面单元湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计17修改截面信息后会发现对应变截面梁段截面变化不连续，因此需要对变截面梁段定义变截面组模型/材料和截面特性/变截面组组名称跨中支座单元列表14TO2964TO79可以直接输入单元编号,也可以在模型窗口中选择单元截面形状的变化Z轴多项式（16），对称平面，I，距离0MY轴线性添加则该段变截面梁段的形状改变如下图所示图19定义变截面组后结构显示形状按照如上所述方法，修改中墩墩顶单元截面信息、截面由高变低（即截面“支座跨中”梁段截面信息及变截面组信息），其中“支座跨中”梁段的变截面组信息参考如下模型/材料和截面特性/变截面组组名称支座跨中单元列表32TO4782TO97截面形状的变化Z轴多项式（16），对称平面，J，距离0MY轴线性添加湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计18建立桥墩单元选择墩顶处对应的主梁节点31和81，通过建立墩顶节点和扩展单元的功能建立桥墩单元。模型/节点/复制和移动形式复制复制和移动等间距间距（0，0，35）复制次数1次适用图20复制墩顶主梁节点选择复制生成的主梁底部节点，沿桥横向复制生成墩顶节点视图选择新近建立的个体（或者直接在窗口选择复制生成的节点112，113）模型/节点/复制和移动形式复制复制和移动任意间距方向Y间距（2,4）适用图21复制生成墩顶节点注意输入间距时，中间的逗号不能用中文逗号,必须使用英文逗号。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计19选择新建项目，节点114TO117模型/单元/扩展扩展类形节点线单元单元属性梁单元材料2桥墩截面5矩形桥墩复制和移动等间距0,0,1复制次数15适用图22扩展生成桥墩湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计20修改单元的理论厚度主梁和桥墩建立完成后，就可以通过程序自动计算每个单元的构件理论厚度模型/材料和截面特性/修改单元的材料时间依存特性选项添加/替换单元依存材料特性构件的理论厚度自动计算开规范中国标准公式为A05全选适用图23修改单元理论厚度湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计21定义结构组、边界组和荷载组为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段CONSTRUCTIONSTAGE所要激活和钝化的单元、边界条件、荷载定义为组，并利用组来定义施工阶段。组结构租新建定义结构组名称墩与悬臂1名称悬臂段2名称主梁名称（挂梁段）名称（边跨满堂）组边界租新建定义边界组名称墩底固结；名称墩顶连接；名称边跨滑动支座；名称（中跨临时固定）；名称（体系转换）；名称（满堂支撑）；名称（挂孔）；图24结构组列表图25边界组列表为了利用桥梁内力图功能查看分析结果而将所有主梁单元定义为一个结构组。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计22组荷载租新建定义荷载组名称自重；名称二期；名称满堂段预应力；名称（悬臂段预应力）后缀（1TO2）；图26荷载组列表输入边界条件因为主梁截面的偏心点选择的是中上部，而支座位于主梁的底部，因此需要在主梁的底部建立支座节点，并在支座节点上定义约束内容，并将支座节点与主梁节点通过刚臂进行连接。对于边跨满堂支架施工段，在施工过程中，梁底部有支架的临时支撑作用，对支架采用只受压弹性连接模拟，支架底部采用固结。因此需要定义满堂施工梁段梁底节点，可以通过对主梁节点进行复制生成，如下所示单元号关节点号开模型/节点/复制和移动选择节点（1TO11，101TO111）形式复制复制和移动复制,间距0,0,2复制次数1次适用图27复制生成满堂支架临时支撑点湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计23定义边跨永久滑动支座，使用一般支承方式定义边跨永久滑动支座。模型/边界条件/一般支承单选节点178199边界组名称边跨滑动支座选择添加支承条件类型DY,DZ,RX开图28定义边跨滑动支座1（永久支座）湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计24主梁与支座节点的连接关系，使用刚性弹簧来连接。模型/边界条件/弹性连接边界组名称边跨滑动支座选择添加弹性连接数据刚性连接两点（178，1），（199，111）图29定义边跨滑动支座2（永久支座）湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计25定义边跨满堂施工部分的支架，使用一般支承方式定义支架底固结作用，使用只受压弹性连接模拟支架支撑作用。模型/边界条件/一般支承窗口选则节点179TO198边界组名称满堂支撑选择添加支承条件类型DALL,RALLX开图30满堂支架底部固结湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计26模型/边界条件/弹性连接边界组名称满堂支撑选项添加连接类型只受压SDX100040KN/M复制弹性连接（开），节点增幅方向X，复制次数9次，节点增幅1依次鼠标点击支架的两点（179，2），（189，101）图31弹性连接模拟边跨满堂支架图32边跨满堂施工梁段临时支撑约束表格湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计27中墩位置处的连接涉及到三种边界条件的模拟在施工过程中，首先施工T构部分，主梁与桥墩为固结；在边跨合龙后，需要对中墩进行体系转换，使边跨形成简支单悬臂状态；在吊装挂梁后，挂梁与主梁铰接，因此需要释放挂梁的弯曲自由度，形成三跨悬臂梁体系。因此在固结时使用弹性连接的刚性模拟，在体系转换时，使用主从刚性连接模拟。模型/边界条件/弹性连接边界组名称墩顶连接选项添加连接类型刚性两点（112，114），（112，116），（113，115），（113，117）边界组名称中墩临时固定选项添加连接类型刚性两点（112，31），（113，81）模型/边界条件/刚性连接选择节点112边界组名称体系转换选项添加主节点31刚性连接的自由度DX，DY，DZ，RX，RZ适用图33刚性连接模拟成桥约束湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计28选择节点113边界组名称体系转换选项添加主节点81刚性连接的自由度DX，DY，DZ，RX，RZ适用墩底采用固结，使用一般支承模拟。视图/选择/平面选择平面XY平面Z坐标用鼠标在模型窗口中点击任一个墩底节点（坐标为185）则选择位于Z185的XY平面内所有节点和单元模型/边界条件/一般支承边界组名称墩底固结选择添加支承条件类型DALL，RALL适用挂梁处采用铰接，在程序中以释放梁端约束模拟挂梁与主梁的简支关系。模型/边界条件/释放梁端部约束选择单元48边界组名称挂孔选项添加/替换选择类型和释放比率类型相对值I节点MY开J节点无适用选择单元63边界组名称挂孔选择添加/替换选择类型和释放比率类型相对值I节点无J节点FX开MY开适用湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计29图34释放梁端约束模拟挂孔铰接分配结构组整个桥梁分为5个施工阶段，共涉及5个结构组，各结构组对应的具体单元内容如下表所示结构组名称节点列表单元列表墩与悬臂段1112，11323TO38，73TO88，111TO170悬臂段214TO22，39TO47，64TO72，89TO97边跨满堂178TO1991TO13，98TO110挂梁段48TO63主梁1TO110注这里的节点列表指的是除了单元外的其他包含在结构组中的节点信息参考结构组的内容表格通过窗口选择和鼠标拖放的功能定义各个结构组。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计305非预应力钢筋输入非预应力钢筋可以使用截面钢筋来输入，具体输入方法如下模型材料和截面特性截面钢筋设计截面列表跨中纵向钢筋I,J两端钢筋信息相同开I端1直径D16数量66REFY中央Y0REFZ上部Z006间距0152直径D16数量33REFY中央Y0REFZ下部Z006间距015抗剪钢筋I,J两端钢筋信息相同开I端弯起钢筋开间距15M角度45AW00005M2抗扭钢筋开间距02MAWT00004M2ALT0002M2箍筋开间距02MAW00008M2箍筋内表面包围的截面核芯面积开保护层厚度005M考虑翼缘/悬臂开图35截面钢筋输入箍筋采用的是D16四肢闭合箍筋。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计31其他截面的截面钢筋信息可以参照“跨中”截面的截面钢筋数据输入，或者直接由“跨中”截面钢筋复制生成，具体输入方法如下模型材料和截面特性截面钢筋设计截面列表跨中复制截面钢筋给全选图36复制截面钢筋6输入荷载输入施工阶段分析中的自重荷载、预应力荷载和铺装荷载。本例题对实际结构进行了简化，对于成桥的温度荷载这里略去没有模拟，关于温度荷载的说明可以参考MIDAS的在线帮助和其他技术资料。荷载/静力荷载工况名称自重类型施工阶段荷载名称预应力类型施工阶段荷载名称铺装类型施工阶段荷载湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计32图37定义静力荷载工况名称输入恒荷载使用自重功能输入自重荷载。荷载/自重荷载工况名称自重荷载组名称自重自重系数Z1图38输入自重荷载湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计33使用梁单元荷载功能输入铺装荷载。选择单元视图选择属性选择属性材料选择主梁材料添加则所有材料属性为主梁的单元被选择图39根据单元属性选择单元湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计34荷载/梁单元荷载荷载工况名称铺装荷载组名称二期选项添加荷载类型均布荷载偏心关方向整体坐标系Z数值相对值X10X21W325KN/M适用图40用梁单元荷载定义铺装荷载湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计35输入钢束特性值荷载/预应力荷载/钢束特性值预应力钢束的名称钢束预应力钢束的类型内部后张材料3STRAND1860钢束总面积000434或者钢铰线公称直径152MM1X7钢铰线股数31导管直径013钢束松弛系数开JTG0403超张拉（开）预应力钢筋与管道壁的摩擦系数025管道每米局部偏差对摩擦的影响系数15E003（1/M）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值开始点0006M结束点0006M粘结类型粘结图41输入钢束特性值输入钢束形状首先输入左墩顶顶板束的形状。消隐关单元号开节点号关荷载/预应力荷载/钢束布置形状钢束名称顶板11钢束特性值钢束窗口选择单元29TO32湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计36输入类型3D曲线类型圆弧钢束直线段开始点0结束点0无应力场长度用户定义长度，开始0，结束0布置形状坐标轴类型单元1X0,Y044,Z06,R02X08,Y0,Z015,R23X16,Y0,Z015,R04X24,Y0,Z015,R05X32,Y0,Z015,R26X4,Y044,Z06,R0对称点最后钢束布置插入点I端单元29假想X轴方向IJ单元29绕X轴旋转角度0投影开偏心Y225Z0M图42定义钢束形状湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计37依据同样的方法定义其余的钢束形状。关于如何快速定义钢束形状的方法详见MIDAS/CIVIL技术资料“如何快速定义钢束布置形状”。这里列出其他各钢束的坐标点的表格（见附件EXCEL文件），可以通过EXCEL表格与MIDAS表格的兼容功能通过拷贝/复制钢束坐标来快速定义钢束形状。下面示意一下由EXCEL表生成钢束的方法。将钢束的控制坐标在EXCEL中输入，或在CAD中导出到EXCEL中，然后复制XYZR部分内容，如下图所示图43钢束形状坐标表格用粘贴快捷键CTRLV将复制的钢束坐标粘贴到钢束布置形状对话框内。得到如下图所示图44由EXCEL表格复制生成钢束布置坐标湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计38然后在钢束布置形状对话框中输入分配单元和钢束插入单元信息即可。如下图所示图45修改钢束布置形状参数其余钢束坐标表格钢束形状参考表格XLS其余钢束布置形状以MCT命令格式输入，其余钢束布置形状MCT命令参考其余46根钢束布置形状MCT在CIVIL中选择主菜单工具MCT命令窗口，然后打开编辑好的钢束布置形状MCT文件，得到如图所示文件，运行即可。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计39图46修改钢束布置形状参数下面按如下方法确认所输入的钢束的形状。单元号关视图显示综合钢束形状名称，钢束形状控制点开图47确认输入的钢束形状湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计40输入钢束预应力荷载定义完钢束的形状后，再定义预应力钢束的张拉荷载（预应力钢束张拉荷载也可以在各施工阶段施加荷载）。转换单位体系，将单位体系设置为N和MM。荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载荷载工况名称预应力荷载组名称悬臂段预应力1钢束顶板11顶板14，顶板11顶板14,顶板21顶板24，顶板21顶板24已选钢束张拉力应力张拉两端开始点1395结束点1395注浆下0图48输入T构时顶板预应力荷载定义对钢束孔道注浆的施工阶段。注浆前的应力按实际截面计算，注浆后按组合成的截面来计算。在注浆中输入了1意味着在张拉钢束之后的下一个施工阶段注浆。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计41按照同样的方法，注意荷载组的选择输入最大悬臂状态时顶板钢束的预应力荷载。荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载荷载工况名称预应力荷载组名称悬臂段预应力2钢束顶板15顶板18，顶板15顶板18,顶板25顶板28，顶板25顶板28已选钢束张拉力应力先张拉两端开始点1395结束点1395注浆下0图49输入最大悬臂段顶板预应力荷载湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计42按照同样的方法，注意荷载组的选择输入边跨满堂施工段底板束的预应力荷载。荷载/预应力荷载/钢束预应力荷载荷载工况名称预应力荷载组名称满堂段预应力钢束底板11底板14底板11底板14底板21底板24底板21底板24已选钢束张拉力应力先张拉两端开始点1395结束点1395注浆下0图50输入底板预应力荷载湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计437定义施工阶段本例题的施工阶段如表1所示。表1各施工阶段的结构组、边界组和荷载组结构组边界组荷载组施工阶段名称持续时间激活钝化激活钝化激活钝化01双悬臂10天墩与悬臂段1墩底固结中跨临时固定墩顶连接自重悬臂段预应力102最大悬臂10天悬臂段2悬臂段预应力203满堂施工边跨10天边跨满堂边跨滑动支座满堂支撑体系转换中跨临时固定满堂预应力04挂梁5天挂梁挂孔05收缩徐变3650天二期荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段图51定义施工阶段窗口施工阶段分析模型的阶段是由基本、施工阶段、最后阶段POSTCS组成的。基本阶段是对单元进行添加或删除、定义材料、截面、荷载和边界条件的阶段，可以说与实际施工阶段分析无关，且上述工作只能在基本阶段进行。施工阶段是进行实际施工阶段分析的阶段，在这里可以更改荷载状况和边界条件。最后阶段POSTCS是对除施工阶段荷载以外的其他荷载进行分析的阶段，在该阶段可以将一般荷载的分析结果和施工阶段分析的结果进行组合。最后阶段可以被定义为施工阶段中的任一阶段。下面定义施工阶段1。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计44荷载/施工阶段分析数据/定义施工阶段名称01双悬臂持续时间10保存结果施工阶段开施工步骤关单元组列表墩与悬臂段1激活材龄5边界组列表墩底固结,中墩临时固定,墩顶连接激活支承条件/弹性支承位置变形前荷载组列表自重,悬臂段预应力1激活激活时间开始适用图52定义施工阶段1注关于支座激活位置有变形前和变形后的选择，变形后考虑结构发生变形后的位置施加支座为变形后；变形前不考虑结构已发生的变形在理想状态施加支座；一般支承/弹性支承的位置一般使用于象顶推法桥梁那样，同一支承点的支承位置有变化时。例如顶推法的钢导梁前端到达桥墩上的刹那，其前端因自重将发生位移，如果此时看成有支承，则该支承为变形后支承。但实际上，桥墩顶点的位置是不变的，此时需要将钢导梁前端强行放置在桥墩支座上，此时的支承为变形前支承。使用顶推法施工阶段建模时，除了铰支点对顺桥向的约束DX之外，其余边界条件均为变形前支承。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计45定义施工阶段2CS2。名称02最大悬臂持续时间10保存结果施工阶段开施工步骤关单元组列表悬臂段2激活材龄5边界组列表无荷载组列表悬臂段预应力2激活激活时间开始适用图53定义施工阶段2下面定义施工阶段3。名称03边跨满堂施工持续时间10保存结果施工阶段开施工步骤关单元组列表边跨满堂激活材龄5边界组列表边跨滑动支座,满堂支撑,体系转换激活支承条件/弹性支承位置变形前钝化中跨临时固定荷载组列表满堂段预应力激活激活时间开始适用湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计46图54定义施工阶段3定义第4施工阶段名称04挂梁持续时间5保存结果施工阶段开施工步骤关单元组列表挂梁段激活材龄10边界组列表挂孔激活支承条件/弹性支承位置变形前钝化满堂支撑荷载组列表无适用图55定义施工阶段4湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计47名称05收缩徐变持续时间3650保存结果施工阶段开施工步骤关单元组列表无边界组列表无荷载组列表二期激活时间开始确认图56定义施工阶段5完成建模和定义施工阶段后，在施工阶段分析选项中选择是否考虑材料的时间依存特性和弹性收缩引起的钢束应力损失，并指定分析徐变时的收敛条件和迭代次数。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计48分析/施工阶段分析控制最终施工阶段最后施工阶段分析选项考虑时间依存效果开时间依存效果徐变和收缩开类型徐变和收缩徐变分析时的收敛控制迭代次数5收敛误差001自动分割时间开钢束预应力损失徐变和收缩开考虑钢筋的约束效果（开）抗压强度的变化开钢束预应力损失弹性收缩开图57指定施工阶段分析选项选择“自动分割时间”的话，程序会对持续一定时间以上的施工阶段，在内部自动生成时间步骤来考虑长期荷载的效果。最后阶段可指定为任一阶段，通过选择其它阶段来指定。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计498输入移动荷载数据在施工阶段分析中，对于没有将类型定义为施工阶段荷载的一般静力荷载或移动荷载的分析结果，可在最后阶段进行查看。本例题将在最后阶段查看对于移动荷载的分析结果。定义车道转换单位体系，将单位体系设置为KN和M。荷载/移动荷载分析数据/移动荷载规范/CHINA荷载/移动荷载分析数据/车道添加车道名称左车道车道荷载的分布车道单元车辆移动方向往返开偏心距离1625车轮间距（0）桥梁跨度30选择两点1,31鼠标点选节点1和111即可桥梁跨度50选择两点31,81桥梁跨度30选择两点81,111跨度始点单元1开单元31开单元81开车道名称右车道车道荷载的分布车道单元车辆移动方向往返开偏心距离1625车轮间距（0）桥梁跨度30选择两点1,31桥梁跨度50选择两点31,81桥梁跨度30选择两点81,111跨度始点单元1开单元31开单元81开输入数据时也可输入数式。该项为移动荷载加载方向的选项。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计50图58定义车道输入车辆荷载输入数据库中的标准车辆荷载CHCD。荷载/移动荷载分析数据/车辆车辆添加标准车辆标准车辆荷载规范名称公路工程技术标准JTGB012003车辆荷载名称CHCD图59输入车辆荷载标准车辆荷载数据库中未包含的荷载可通过用户定义来输入。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计51下面输入移动荷载工况。荷载/移动荷载数据分析/移动荷载工况荷载工况移动荷载子荷载工况车辆组VLCHCD可以加载的最少车道数0可以加载的最大车道数2车道列表左车道，右车道选择的车道列表左车道，右车道图60移动荷载工况的输入窗口移动荷载分析控制分析/移动荷载分析控制加载位置影响线加载每个线单元上影响线点数量（3）计算位置杆系单元内力（最大值当前其他内力）开，应力（开）计算选项反力，位移，内力（全部）（开）汽车荷载等级公路I级冲击系数规范类型JTGD602004,结构基频方法（用户输入），FHZ12对于列车和轻轨也可以选择所有点加载。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计52图61移动荷载分析选项主控数据确定在执行分析前，必须在主菜单分析下定义各项分析所需的分析控制数据。如果截面配有普通钢筋，且在分析过程中需要考虑普通钢筋对换算截面特性的影响以及普通钢筋在结构验算时的作用，则在分析的主控数据中必须选择“在PSC截面刚度计算时考虑普通钢筋”，否则，无论在计算过程中，程序不考虑普通钢筋对换算截面特性的作用；对于B类部分预应力混凝土构件必须输入普通钢筋的数据，否则对于“使用阶段裂缝宽度验算”程序不予执行。图62分析主控数据湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计539运行结构分析建模、定义施工阶段、移动荷载数据全部输入结束后，运行结构分析。分析/运行分析10查看分析结果对于MIDAS/CIVIL施工阶段分析的结果，可查看到某一施工阶段为止所累积的全部构件的应力和位移，也可查看某一单元随施工阶段应力和位移的变化。利用图形查看应力和构件内力利用桥梁内力图查看施工阶段101双悬臂截面下缘的应力。转换单位体系，将单位体系设置为KN和M。显示第一个施工阶段，在阶段图标菜单中选择第一阶段，则模型窗口显示的就是第一施工阶段结构模型阶段01双悬臂图63阶段选择参照联机帮助的“桥梁内力图”。只有在保留了施工步骤结果时才可以使用阶段/步骤时程图表查看结果湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计54结果/桥梁内力图步骤列表最后荷载工况/荷载组合CS合计开图形类型应力X轴刻度距离桥梁单元组主梁组合组合开3Y,Z容许应力线画容许应力线开抗压（16000KN/M2）抗拉3200KN/M2当前阶段步骤图64施工阶段1CS1中下缘应力曲线利用桥梁内力图查看在各施工阶段所发生的最大、最小应力。阶段MIN/MAX结果/桥梁内力图荷载工况/荷载组合CSMAX合计图形类型应力X轴刻度距离桥梁单元组主梁组合开2Y,Z容许应力线画容许应力线关阶段MIN/MAX结果/桥梁主梁内力图荷载工况/荷载组合CSMIN合计图形类型应力X轴刻度距离桥梁单元组主梁组合开2Y,Z容许应力线画容许应力线关合计是对于恒荷载、施工荷载、徐变和收缩、钢束等效应分析结果的和。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计55图65施工阶段上缘最大最小应力曲线想详细查看应力曲线的某一特定区域的结果时，只要点击鼠标右键选择缩小框选该区域就可将其放大。点击鼠标右键选择恢复到初始画面即可回到原来状态。下面查看由施工阶段恒载引起的弯矩。阶段04挂梁结果/桥梁内力图步骤列表最后荷载工况/荷载组合CS恒荷载图形类型内力X轴刻度距离桥梁单元组主梁内力MY选项当前施工阶段步骤图66CS4施工阶段恒载内力曲线湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计56同理也可以查看施工阶段收缩和徐变引起的结构内力和应力。由徐变和收缩引起的弯矩按一次应力和二次应力分别输出。由于徐变系数和收缩促使结构发生变形的力叫一次应力。而当结构处于超静定状态时，结构会产生约束上述变形的约束力，这种力叫二次应力。通常我们关心一次产生的变形和二次力产生的内力和应力。查看移动荷载分析结果，并通过移动荷载追踪器追踪移动荷载的最不利布载位置。查看由移动荷载引起的最大梁单元内力。阶段POSTCS结果/内力/梁单元内力图荷载/荷载组合MVMAX移动荷载内力MY显示5点，线涂色（开）显示类型等值线（开）图例（开）图67移动荷载内力图查看MAX和MIN是针对所查看结果的代数值而言。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计57使用移动荷载追踪查看中跨跨中发生最大向下变形时，移动荷载的布置形式。阶段POSTCS结果/移动荷载追踪器/位移移动荷载MVMIN移动荷载节点号56放大系数10位移DZ显示类型等值线（开）荷载（开）图68移动荷载追踪跨中发生最大变形时荷载布置形式对于未定义成为施工阶段荷载的其他荷载，将在最后施工阶段进行结构分析，并对其结果进行组合。在这里将与移动荷载的分析结果进行组合，查看其容许应力，而且定义施工阶段荷载的分项系数来查看其极限强度。荷载组合的定义步骤如下。在本例题中，对于荷载组合重新生成有两种一种是一般自动荷载组合，另一种是混凝土的自动荷载组合。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计58阶段POSTCS结果/荷载组合结果/荷载组合混凝土设计自动生成A图69自动生成荷载组合荷载组合的定义和删除只能在基本阶段和最后阶段进行，故需将阶段转换为最后阶段。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计59利用荷载组合查看应力查看梁单元应力PSC施工阶段主应力图和荷载组合下的应力正应力包络图。查看施工阶段主压应力图阶段02最大悬臂结果/应力梁单元应力PSC荷载工况/荷载组合CS合计；步骤最后截面位置1开应力SIGPS2填充类型线涂色开显示类型等值线开图70施工阶段主应力图湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计60在最后施工阶段查看施工阶段分析结果和移动荷载分析结果叠加起来的应力图形。阶段POSTCS结果/桥梁内力图荷载工况/荷载组合CBCMAXCLCB6图形类型应力X轴刻度距离桥梁单元组主梁内力组合最大值容许应力线抗压15MPA抗拉3MPA图71施工阶段应力包络图湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计61利用表格查看应力利用表格查看施工阶段分析的结果时，可通过在激活纪录对话窗口对单元、荷载、施工阶段、单元应力的输出位置等进行选择来分类查看。下面利用表格查看支承位置单元15的施工阶段应力变化。结果/分析结果表格/梁单元/应力（PSC）节点或单元单元15荷载工况/荷载组合移动荷载（MV最大）位置号位置J开截面位置POS1（开）POS3（开）图72应力结果表格查看查看钢束的分析结果现在查看由于预应力损失而引起的各施工阶段的张力变化。预应力钢束预应力损失图表只能对当前施工阶段中所包含的钢束查看张力变化，故应先将施工阶段转换到包含相应钢束的施工阶段后再选择预应力钢束预应力损失图表。钢束在各施工阶段的应力变化还可通过点击按动画来查看。湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计62结果/预应力钢束预应力损失变化图表顶板15图73预应力钢束预应力损失图表查看钢束坐标包含钢束的单元（钢束分配单元）的4等分点为钢束的坐标控制点，可以通过表格来查看该处钢束的坐标。以及在每个位置钢束的弯起角度、钢束应力和钢束内力。结果/分析结果表格/预应力钢束/钢束布置钢束组底板11阶段05收缩徐变图74钢束布置形状表格湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计63其他与钢束相关的结果，如每根钢束在不通施工阶段的各项预应力损失结构、钢束在各个阶段的伸长量、每根钢束的重量都可以在结果分析结果表格预应力钢束中得到。11PSC设计对于设计截面,MIDAS/CIVIL提供了一个PSC设计功能,在结构运算结束后可以通过PSC设计功能对PSC截面进行设计。PSC设计参数确定利用PSC设计参数设定PSC截面设计的类型、设计内容。设计PSC设计PSC设计参数规范JTGD622004设计参数截面设计内力三维开构件类型B类部分预应力开公路桥涵结构的设计安全等级一级开构件制作方法现浇开最大裂缝宽度限制值精轧螺纹钢筋、类环境开钢丝或钢绞线、类环境开输出参数全选（开）图75PSC设计参数湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计64定义PSC设计材料设计PSC设计PSC设计材料1C50混凝土材料设计规范JTG04RC等级C50钢筋设计规范JTG04RC主筋等级HRB335箍筋等级R2353桥墩混凝土材料设计规范JTG04RC等级C40钢筋设计规范JTG04RC主筋等级HRB335箍筋等级R235图76编辑PSC设计钢筋混凝土材料特性湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计65定义PSC设计截面位置设计PSC设计PSC设计截面位置选项添加/替换开弯矩I位置J开最大/最小最大开最小开图78施工阶段法向压应力湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计67利用PSC结果表格查看受拉区钢筋的拉应力设计PSC设计PSC设计结果表格受拉区钢筋的拉应力验算激活记录全部图79受拉区钢筋的拉应力利用PSC结果表格查看使用阶段正截面法向应力设计PSC设计PSC设计结果表格使用阶段正截面压应力验算激活记录单元全部位置号位置I开位置J开最大/最小最大开图80使用阶段正截面压应力湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计68利用PSC结果表格查看使用阶段裂缝宽度设计PSC设计PSC设计结果表格使用阶段裂缝宽度验算激活记录单元全部位置号位置I开位置J开最大/最小最大开最小开图81使用阶段裂缝宽度利用PSC结果表格查看使用阶段正截面弯矩设计PSC设计PSC设计结果表格使用阶段正截面抗弯验算激活记录单元全部位置号位置I开位置J开最大/最小最大开最小开图82正截面抗弯承载力验算湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计69利用PSC结果表格查看使用阶段扭矩设计PSC设计PSC设计结果表格使用阶段抗扭验算激活记录单元全部位置号位置I开位置J开最大/最小TMAX开图83使用阶段抗扭验算利用PSC结果图形查看使用阶段抗弯承载力与设计内力的包络图。设计PSC设计PSC设计结果图形荷载组合/荷载工况ALLCOMBINATION显示方式内力显示内容弯矩Y最小（开）显示方向局部强轴图84PSC设计图形（抗弯）湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计70利用PSC结果表格查看PSC设计内力，可以将设计内力调出进行复核。设计PSC设计PSC设计内力激活记录节点或单元1TO30选择类型单元类型梁单元位置号位置I开位置J开图85PSC设计内力湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计7112RC设计对于设计截面,MIDAS/CIVIL提供了一个RC（普通钢筋混凝土结构）设计功能,在结构运算结束后可以通过RC设计功能对设计截面进行设计。RC设计参数确定利用RC设计参数设定设计截面设计的参数。设计RC设计RC设计参数规范JTGD622004设计参数截面设计内力三维开公路桥涵结构的设计安全等级一级开抗裂验算环境、类环境开抗裂验算环境、类环境开柱的抗裂验算类型偏心受压图86RC设计参数湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计72定义RC设计材料设计RC设计RC设计材料混凝土材料设计规范JTG04RC等级C50钢筋设计规范JTG04RC主筋等级HRB335箍筋等级R235混凝土材料设计规范JTG04RC等级C40钢筋设计规范JTG04RC主筋等级HRB335箍筋等级R235图87编辑RC设计钢筋混凝土材料特性湖南大学土木工程学院2008届桥梁毕业设计73定义RC设计截面钢筋设计RC设计RC设计截面配筋对于RC梁程序默认读取前处理截面配筋数据，如果要在进行RC设计时修改截面配筋数据，可以在设计截面配筋中修改。这里没有对RC梁的截面配筋进行修改，采用前处理配筋数据。对于RC柱只能在RC设计截面配筋中输入，在柱截面列表中选择桥墩截面，箍筋直径D18间距02M肢数2主筋数据层21层POS1DIV10直径1D20POS2DIV9直径1D20DC005M2层POS1DIV8直径1D20POS2D