midas Civil在桥梁施工设施上的应用

1、 midas Civil在桥梁施工设施上的应用 桥墩模板设计空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 1. 模板设计1. 基于MIDAS/Civil的桥墩模板设计(中铁十一局集团六公司 目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 1. 基于MIDAS/Civil的桥墩模板设计(中铁十一局集团六公司计算荷载：新浇筑混凝土对侧面模板的压力； F为新浇筑混凝土对模板的侧压力(kPa；c 为混凝土的重力密度(kN/m3 ，取25kN/m3；T0为新浇混凝土的初凝时间(h，

2、取8h ；v为混凝土浇筑速度(m3/h，取2m 3/h；H为混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m；1为外加剂影响修正系数，掺具有缓凝作用的外加剂时，取1.2；2为混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度110150mm时，取1.15。目 录 桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 1. 基于MIDAS/Civil的桥墩模板设计(中铁十一局集团六公司计算荷载：混凝土振捣时的垂直面冲击荷载4.0kN/m2； 风荷载(按八级风考虑 ； W为风荷载强度(Pa；K1为风载体形系数，按长边迎风圆端型截面处理K 1=1.1；K

3、2为风压高度变化系数，按20m 计算取K 2=1.0；K3为地形地理条件洗漱，按按最不利环境取K 2=1.3W0为基本风压(Pa，取风速v 为17.220.7m/s，则W 0为目 录 桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 1. 基于MIDAS/Civil的桥墩模板设计(中铁十一局集团六公司结论：采用有限元软件MIDAS/civil来设计桥墩模板，不仅确定了模板面板区格大小(500x500和龙骨梁间距(1000，而且通过对强度(容许应力 和刚度校核(挠度<1/500，表明该模板满足设计要求。运用MIDAS/civi

4、l软件对桥墩模板进行设计和有限元分析，与传统方法相比，提高了分析精度和设计质量。目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析2. 大西客运专线晋陕黄河大桥空心高墩翻模施工技术(中铁上海工程局第一工程有限公司模板设计：外侧模板：设计为每节段高度2.0m ，调整节设在墩底。每节段外模在横断面方向上分为6块，其中直板2块，圆弧板4块。采用5槽钢焊成外挂三角架，施工时利用螺栓固定在外侧模板的竖肋上。在外挂架上先后铺上d20mm 钢筋焊接成的钢筋骨架和3mm 厚的钢板后作为工作平台。外模的面板采用6mm 钢板，10槽钢做竖肋，直板

5、用双20槽钢做龙骨，圆弧板采用双根16槽钢卷圆焊接作为龙骨，龙骨间用16mm 厚钢板和高强螺栓连接。内模采用12槽钢作为龙骨，10cm ×10cm 的方木作为竖肋，1.5cm 厚竹胶板作面板。内模直线段分作3块，每块长度1m 左右； 圆弧板分作16块，每块1m 左右。内模板分块较小，方便模板拆除。模板之间圆弧段采用竹胶板分割后拼接而成，再与方木采用铁钉固定。模板纵、横向均采用16mm ×100mm 扁钢做为连接板(法兰 ，M20高强螺栓连接。内模和外模板之间设精轧螺纹钢拉杆，每层直板段2排共6根拉杆，圆弧板共采用16根拉杆将内外模板对拉。变坡墩的模板按最高墩(46m来设计，

6、每个工作面需要6m 的模板，每套模板最多可同时供67个工作面施工。 目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析2. 大西客运专线晋陕黄河大桥空心高墩翻模施工技术(中铁上海工程局第一工程有限公司目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 2. 大西客运专线晋陕黄河大桥空心高墩翻模施工技术(中铁上海工程局第一工程有限公司结论：模板系统的竖肋、龙骨等的强度和刚度均满足规范要求。 晋陕黄河特大桥绝大多数桥墩设计为空心高墩，现已基本完工。施工中采用翻模施

7、工，安全、经济、高效、质量有保障。施工的最大难点是外侧模板的拆除，施工中必须严格按照方案进行，对即将拆除的模板必须保证有足够的连接螺栓，以防止模板坠落伤人。墩身翻模施工外挂工作平台，内搭脚手架的施工方法适用于空心高墩的施工，具有较高的推广应用价值。目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 3. Y形刚构现浇移动模板体系设计(西南交通大学土木学院目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 3. Y形刚构现浇移动模板体系设计(西南交通大学土木学院

8、目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 3. Y形刚构现浇移动模板体系设计(西南交通大学土木学院目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 3. Y形刚构现浇移动模板体系设计(西南交通大学土木学院结论：在最不利荷载工况下，模板顶部挠度最大为14.8 mm，小于L/400=25mm，满足模板的刚度要求。最大拉应力125MPa ，最大压应力102MPa ，均小于所用A3钢容许应力R=140MPa。拉杆最大拉力为14.3kN ，小于容许拉力44k

9、N 。结构整体屈曲稳定系数为26.5> 5，结构满足稳定要求。重庆菜园坝长江大桥主桥Y 形刚构结构设计新颖、复杂，施工难度很大，国内类似的结构很少。此模板系统施工方便、经济适用，值得以后类似工程借鉴。目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 4. 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术(中铁大桥局集团二公司目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析 4. 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术(中铁大桥局集团二公司 施工方案的选择：方案一：是采用支

10、架翻模法施工，施工节段高度达12m 左右，利用支撑外模的外侧支架拉结在塔柱中央的下横梁支架上，利用下横梁支架的刚度承受塔柱施工段的不平衡水平力，但此方案临时结构庞大，施工难度大。方案二：是采用液压自爬模系统施工，标准施工节段高度6.0m ，由于下塔柱塔肢截面尺寸大，倾斜角度大，内外侧面倾斜角度达到18.2°和13.9°，而常规液压自爬模施工节段高度一般为4.5m ，且液压自爬模结构本身一般较少考虑较大倾斜角度塔柱引起的不平衡侧压力，爬模架体在较大不平衡水平力及较大悬臂长度( 与节段高度相关 的工况下，结构强度及稳定性难以保证，且会在混凝土浇注过程发生较大变形，容易造成塔柱混

11、凝土质量问题。 根据对本工程各种工况的计算分析，通过对目前常规液压自爬模结构与布置进行调整与优化，并通过利用塔柱劲性骨架与爬模系统的协同作用及其他施工辅助措施，此处倾斜塔柱的6m 大节段液压自爬模施工方案能满足施工要求。对塔柱俯面爬架系统利用MIDAS 计算软件建模，并模拟混凝土浇注工况加载爬模自重、施工荷载、塔柱混凝土不平衡侧压力等荷载进行计算分析，计算结论为： 爬模系统各构件应力均能满足设计要求，但爬模顶部的外倾变形达到40mm 。为解决爬模上悬臂端的变形大的问题，在塔柱混凝土浇注工况，受力爬架顶部与塔柱劲性钢骨架主受力桁片进行了连接，充分利用骨架主桁片的刚度，使其协同受力。通过爬架与劲性

12、骨架连接协同受力的计算分析，爬模的顶部变形量完全满足规范要求。目 录 桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析5. 水中承台底模施工方案(浙江省交通工程建设集团有限公司 目 录桥墩模板设计 空心墩翻模施工技术 拱桥Y 形刚构移动模板设计 倾斜塔柱液压自爬模大节段施工技术 水中承台底模分析结论：钢底模最不利荷载工况：为0.8m 承台封底混凝土自重与钢底模自重之和。本文对组合钢模板的受力分析计算，即满足施工要求，减少了钢材的浪费，节约了施工成本，同时又为施工安全提供了可靠的数字依据，保证了施工安全。 贝雷梁施工支架 碗扣式满堂

13、支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架 2. 支架设计 1. 贝雷梁施工支架设计与施工关键技术(广西公路桥梁工程总公司 目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架结论：通过预压试验成果分析，理论计算变形值与试验值有一定的差距，并且在跨中出现了横向不均匀沉降，这主要是因为梁式支架系统横向刚度均匀性、贝雷梁组件结点刚度以及各种荷载存在的误差。为实现施工支架变形的精确控制，预拱度值适当提高了35mm ，而在梁式支架腹腔内设置少量配重，施工中根据变形量测结果，调整配重，从而实现支架变形的精确控制。 该桥采用的贝雷梁支架，可租用，一次投入少

14、；组拼快捷，周转速度快，本桥先施工左幅，再施工右幅，工期比预定的提前一个月，减少工程成本。希望能对类似工程起到一定的借鉴作用。 2. 教来河特大桥满堂支架整体受力分析(中铁十三局集团第一工程有限公司目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架 2. 教来河特大桥满堂支架整体受力分析(中铁十三局集团第一工程有限公司结论：支架整体变形值较小，可以根据此计算结果设置满堂支架的预拱度。各构件的应力计算结果均远小于容许应力值，并且最大钢管最大轴力也满足稳定性需要，整体变形结果也满足相关规范要求，因此数值计算结果表明，采用这种方案布置满堂支架在结构安全上是可行的

15、，并且安全余地较大。教来河预应力现浇混凝土箱梁满堂支架整体受力分析采用有限元方法进行计算是可行的，可以为类似满堂支架设计及施工提供一种可行的计算分析方法。 目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架 3. 大跨度连续梁0#块钢管支架设计与施工技术(中铁十四局集团第三工程有限公司目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架 3. 大跨度连续梁0#块钢管支架设计与施工技术(中铁十四局集团第三工程有限公司结论：支架最大的弹性形变为6mm ，最小弹性变形为0mm ；非弹性形变的最大值为8mm ，最小值为0mm ；

16、预压加载至120%，支架结构趋于稳定，根据形变数据分析，拟将0号块底模模板的预拱度均设置为10mm 。目前跨青威高速公路特大桥连续梁0号块已经施工完毕，悬臂块段施工正在进行，该方案运用比较成功。实践证明钢管支架具有变形小、承载力大、施工周期短等优点，充分确保了施工安全质量，而且钢管可进行多次周转使用，节省了成本。此0号块施工方案已在青荣城际铁路得到推广使用，取得了较好的效果。 目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架4. 大跨径拱桥现浇施工支架的稳定性分析(长安大学公路学院目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主

17、塔横梁施工支架 4. 大跨径拱桥现浇施工支架的稳定性分析(长安大学公路学院结论：以上工况荷载组合中自重和竖向力均采用1.2倍系数，风荷载系数采用1.0系数，计算结果表明杆件拉压应力均小于容许应力140MPa ，满足强度设计要求； 万能杆件支架随着荷载增加，稳定系数cr 逐渐减小，最小值为5.85，方案二较方案一在施工过程中稳定性更好，由于两种方案支架稳定性均满足施工要求，应综合考虑两种方案的各方面影响因素以确定浇注顺序。大跨度拱桥采用支架施工方法时，因为支架长细比较大，应对其进行稳定性验算，验算时横向风荷载要充分考虑。该实例在风荷载作用下横向位移较大，可采取使用揽风绳、增加支架横向宽度或加强横

18、向连接的方法增加支架横向刚度，以加强其整体横向稳定性。目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架5. 黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分析(中铁大桥局股份有限公司设计分公司 目录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架 5. 黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分析(中铁大桥局股份有限公司设计分公司 目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架 5. 黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分析(中铁大桥局股份有限公司设计分公司目 录贝雷梁施工支架 碗扣式满堂支架 零号

19、块施工支架 拱桥施工临时支架 主塔横梁施工支架 结论：目前黄冈公铁两用长江大桥2座桥塔均已封顶，该桥横梁混凝土分层浇筑通过支架与第1层混凝土的共同受力，有效降低支架荷载，优化了临时结构设计；桥塔临时横撑对约束塔柱横向位移、减小塔柱截面应力有比较明显的作用。设置临时横撑后，塔柱倾斜位移较小，可通过在施工过程中调整横桥向水平预偏量，使塔柱线形符合设计要求。实践证明该桥桥塔施工技术是可行的，塔梁异步施工减少了爬模安拆次数，节约桥塔施工工期约1个月。 刚构桥0号块托架连续箱梁直线段托架简支箱梁墩旁托架拱桥墩旁托架刚构拱桥墩旁托架3. 托架设计1. 连续刚构桥墩旁托架的设计与有限元分析(山西晋中市榆次区

20、城乡规划设计院 目录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 1. 连续刚构桥墩旁托架的设计与有限元分析(山西晋中市榆次区城乡规划设计院目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 1. 连续刚构桥墩旁托架的设计与有限元分析(山西晋中市榆次区城乡规划设计院目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 1. 连续刚构桥墩旁托架的设计与有限元分析(山西晋中市榆次区城乡规划设计院结论：通过计算分析可知，托架各杆件强度及刚度满足要求，其整体稳定满足要求。现该桥0

21、#和1#段已顺利完成。托架具体施工时，必须按设计要求及相关规范做荷载试验；由于计算所取计算参数来自设计图纸及相关规范，如实际施工与方案不符，应按照实际施工情况重新计算。 目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 2. 重载铁路高墩连续梁边跨直线段托架设计与施工技术(中铁二十局集团第四工程有限公司目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 2. 重载铁路高墩连续梁边跨直线段托架设计与施工技术(中铁二十局集团第四工程有限公司结论：通过对本桥连续梁边直段托架的设计与施工，此施工方法能满足高墩连续梁边

22、直段施工要求，且成本费用低，应用前景广泛。不足之处是预埋件的加工及安装要求高，控制严；现场施工需加强检查验收及变形观测，在下一步的施工中需进一步优化，使之更经济、合理。目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 3. 客运专线特大桥56m 节段预制箱梁施工技术(中铁大桥局股份有限公司目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 3. 客运专线特大桥56m 节段预制箱梁施工技术(中铁大桥局股份有限公司托架体系设计：墩旁托架主要包括上抱箍、支撑斜杆、对拉系统及下层抱箍。墩旁托架的结构形式。根据计算结果

23、，上抱箍对拉筋水平力达5500kN ，若对拉结构采用目前国内常用的钢拉杆( 带 或精轧螺纹钢筋，存在着拉筋数量多、受力后上抱箍水平变位大等缺点，特别是张拉操作繁复，拉筋的布置和保证拉筋均匀受力比较困难，结构安全风险高。因此，上抱箍对拉结构采用成品钢索比较安全可靠。成品钢索作为对拉系统，张拉快捷精确，能提供较大的对拉力，使托架承受上部荷载后变形较小。墩旁托架与墩身的连接。一般墩旁托架与墩身的连接采用在墩身上开槽孔或预埋钢构件的方式连接，这种结构形式对海湾水域桥梁结构容易留下腐蚀源，对结构的外观和耐久性影响较大。本桥墩身上部为圆端形变截面结构，且圆端直径不断变化，纵横向尺寸均随墩高增加，墩身又不能

24、设置任何预埋件，这对托架的固定带来很大困难。为了解决这一问题，经过多次方案比选，选用了在墩旁托架与墩身接触处采用压浆的措施，能确保托架与墩身混凝土密贴，保证托架竖向荷载有效传递。下部设计了一圈厚500mm 、高4.3m 的防腐蚀C80钢砂混凝土护圈，托架可考虑设在此护圈之上。为防止C80钢砂混凝土与墩身剥离，保证C80钢砂混凝土受力，在钢砂混凝土与墩身间设置连接钢筋。本桥创新设计了大吨位抱箍式墩旁托架支撑系统，很好地解决了沿海高腐蚀环境下混凝土桥梁的耐久性难题，积累了宝贵的施工经验，墩旁托架系统的设计对类似桥梁的施工有一定的参考价值。 目 录 刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁

25、托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 4. 南京大胜关长江大桥钢桁拱架设墩旁托架结构设计与施工(中铁大桥局股份有限公司目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 4. 南京大胜关长江大桥钢桁拱架设墩旁托架结构设计与施工(中铁大桥局股份有限公司荷载工况：基本荷载：钢梁安装过程中的基本荷载主要包括钢梁杆件自重、桥面施工荷载、架梁吊机自重荷载。其中，钢梁结构自重计入节点板、螺栓等连接件重量，模型中按110kN/m线荷载施加； 桥面荷载( 包括临时施工荷载 取3kN/m2；架梁吊机自重取480t/台，在计算过程中，将吊机自重按1：1、2：1分配到3片主

26、桁中去，模型按节点荷载施加。悬臂两端钢梁杆件安装差异荷载F1：考虑不对称安装相差3根杆件，模型中不单独考虑某3根杆件的重量，在需计入该倾覆力时将相应杆件消隐即可。两端架梁吊机位置差异荷载F2：考虑架梁吊机不对称站位，且相差1个节间长度。施工中不对称临时施工荷载F3：该荷载仅针对7号墩钢梁安装考虑，主要为桥面运梁台车荷载。假定施工中一运梁台车到了前端，而另一台还在拱脚附近，则此时产生相应倾覆力。强迫合龙竖向力F4、水平力F5：合龙时，考虑每片桁施加1000kN 的竖向力和水平力。正常施工时竖向风压力F6、横向风压力F7：取6级风压进行加载。最不利竖向风压力F8、横向风压力F9：最不利风压力计算分

27、别取3种风况，即安全风压(6级风 、设计风压(10级风 和极限风压(12级风 。目 录 刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 4. 南京大胜关长江大桥钢桁拱架设墩旁托架结构设计与施工(中铁大桥局股份有限公司结论：托架杆件内力均在相应材质允许应力范围内，并且留有足够的富余，本结构设计以刚度控制为主。南京大胜关长江大桥主桥钢桁拱跨度大、荷载重、安装难度高，通过此类墩旁托架的设置，能够很好地克服大悬臂安装状态下的各种不利荷载，为钢梁的安装和合龙创造了良好的条件。目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托

28、架 5. 广珠铁路西江大桥连续刚构拱主桥0#块托架设计与施工(西南交通大学峨眉校区目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 5. 广珠铁路西江大桥连续刚构拱主桥0#块托架设计与施工(西南交通大学峨眉校区结论：本桥托架设计及验算经实践证明是安全、可靠的，完全满足施工要求，具有施工速度快、变形小、安全性高，经济适用等优点，为类似桥梁施工提供了有益的借鉴。托架安装完成后应调整两侧在同一高程，并在浇筑混凝土之前根据计算变形值做预抬高。目 录刚构桥0号块托架 连续箱梁直线段托架 简支箱梁墩旁托架 拱桥墩旁托架 刚构拱桥墩旁托架 菱形桁架式挂篮 平行弦桁架式挂篮 梯形桁架式挂篮 三角形斜拉式挂篮 斜拉桥前支点式挂篮 4. 挂篮设计 1. 嘉绍跨海大桥北副航道桥挂篮设计(中铁九局集团有限公司 目录菱形桁架式挂篮 平行弦桁架式挂