悬臂梁桥分析与设计毕业设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目目 录录1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 489. 10. 11. 12. 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1. 概要概要本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，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

2、RC设计数据的输入方法和查看设计结果的方法等。图图1. 分析模型分析模型桥梁概况及一般截面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：L = 30+50+30 = 110.0 m，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图2. 跨中箱梁截面跨中箱梁截面精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图3. 墩顶箱梁截面墩顶

3、箱梁截面梁桥分析与设计的一般步骤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9.PSC设计（预应力混凝土梁） 10. RC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使用的材料混凝土混凝土主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土

4、，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土钢材钢材采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业荷载荷载恒荷载恒荷载自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算预应力预应力钢束(15.2 mm31)截面面积: Au = 4340 mm2孔道直径: 130 mm钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛)超张拉(开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/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:

5、抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa徐变和收缩徐变和收缩条件水泥种类系数(Bsc): 5 (5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,f):50N/mm2长期荷载作用时混凝土的材龄:5天ot混凝土与大气接触时的材龄:3天st相对湿度: %70RH构件理论厚度:程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数: 程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算移动荷载移动荷载适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2. 设设置操作置操作环环境境

6、打开新文件(新项目新项目)，以 混凝土连续箱梁混凝土连续箱梁 为名保存(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。文件文件 / 新项目新项目文件文件 / 保存保存 (混凝土连续箱梁混凝土连续箱梁 )工具工具 / 单位体系单位体系 长度长度 m ; 力力KN 图图4. 设置单位体系设置单位体系单位体系还可以单位体系还可以通过点击画面下端状通过点击画面下端状态条的单位选择键态条的单位选择键( () )来进行转换来进行转换。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3. 定义材料和截面定义材料和截面定义材料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

7、型模型 / 材料和截面特性材料和截面特性 / 材料材料类型类型混凝土混凝土 ; 规范规范 JTG04（RC）数据库数据库 C50 名称名称主梁主梁 类型类型混凝土混凝土 ; 规范规范 JTG04（RC）数据库数据库 C40 名称名称桥墩桥墩 名称名称(Strand1860 ) ; 类型类型钢材钢材 ; 规范规范 JTG04（S）数据库数据库 Strand1860 图图5. 定义材料对话框定义材料对话框定义截面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

8、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。 ）同时定义多种同时定义多种材料特性时，使用材料特性时，使用键可以连续键可以连续输入输入。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业模型模型 /材料和截面特性材料和截面特性 / 截面截面/添加添加截面类型截面类型设计截面设计截面 单箱单室单箱单室截面号截面号 ( 1 ) ; 名称名称 (跨中跨中) 图图6. 定义跨中位置处截面定义跨中位置处截面按照左图输入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自动定义剪切验算位置和自动搜索腹板厚度功能搜索腹板厚度

9、功能考虑剪切变形考虑剪切变形( (开开) )偏心偏心 中中- -上部上部 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图7. 定义支座位置处截面定义支座位置处截面按照左图输入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自动定义剪切验算位置和自动搜索腹板厚度功能搜索腹板厚度功能考虑剪切变形考虑剪切变形( (开开) )偏心偏心 中中- -上部上部 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业根据已定义的等截面定义变截面模型模型 /材料和截面特性材料和截面特性 / 截面截面/添加添加截面类型截面类型变截面变截面 单箱单室单箱单

10、室截面号截面号 ( 3 ) ; 名称名称 (跨中跨中-支座支座)图图8. 变截面变截面“跨中跨中-支座支座”定义对话框定义对话框图图9. 变截面变截面“支座支座-跨中跨中”定义对话框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。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图10 定义桥墩截面定义桥墩截面使用“数据库/用户”中截面定义桥墩截面截面偏心选择中心精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业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

11、的截面，然后再对新生成的截面修改截面名称即可。 图图11 复制生成挂梁截面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。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业最终全桥截面数据如下图所示图图12. 截面列表截面列表定义材料时间依存特性并连接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,k = 50000 KN/m2 （主梁） ，fcu,k = 40000 KN/m2（桥墩） 相对湿度 : RH = 70 % 理论厚度 : 1m(采用程序自动计算)

12、拆模时间 : 3天模型模型 /材料和截面特性材料和截面特性 / 时间依存性材料时间依存性材料(徐变和收缩徐变和收缩)名称名称 (主梁收缩徐变主梁收缩徐变) ; 设计标准设计标准China(JTG D62-2004)标号强度标号强度 (50000)环境年平均相对湿度环境年平均相对湿度(40 99) (70) 构件的理论厚度构件的理论厚度 (1) 截面形状比较复杂时截面形状比较复杂时，可使用，可使用模型模型 材料和截材料和截面特性值面特性值 修改单元材料修改单元材料时间依存特性时间依存特性 的功能来的功能来输入输入h h值值。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业水泥种类系数水泥种类系数(Bs

13、c):5开始收缩时的混凝土材龄开始收缩时的混凝土材龄 (3) 名称名称 (桥墩收缩徐变桥墩收缩徐变) ; 设计标准设计标准China(JTG D62-2004)标号抗压强度标号抗压强度 (40000)环境年平均相对湿度环境年平均相对湿度(40 99) (70) 构件的理论厚度构件的理论厚度 (1) 水泥种类系数水泥种类系数(Bsc):5开始收缩时的混凝土材龄开始收缩时的混凝土材龄 (3) 图图13. 定义主梁的徐变和收缩特性定义主梁的徐变和收缩特性 图图14. 定义桥墩的徐变和收缩特性定义桥墩的徐变和收缩特性精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业参照图15将一般材料特性和时间依存材料特性相

14、连接。即将时间依存材料特性赋予相应的材料。模型模型 / 材料和截面特性材料和截面特性 / 时间依存材料连接时间依存材料连接时间依存材料类型时间依存材料类型徐变和收缩徐变和收缩主梁徐变和收缩主梁徐变和收缩选择指定的材料选择指定的材料材料材料1:主梁主梁 选择的材料选择的材料 时间依存材料类型时间依存材料类型徐变和收缩徐变和收缩桥墩徐变和收缩桥墩徐变和收缩选择指定的材料选择指定的材料材料材料2:桥墩桥墩 选择的材料选择的材料 图图15. 连接时间依存材料特性连接时间依存材料特性精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4. 建立结构模型建立结构模型利用建立节点建立节点和扩展单元扩展单元的功能来建立

15、单元。模型模型节点节点 建立节点建立节点坐标坐标 (0,0,0) 模型模型单元单元 扩展单元扩展单元 全选全选扩展类型扩展类型节点节点 线单元线单元单元类型单元类型梁单元梁单元 ; 材料材料1:主梁主梁 ; 截面截面 1: 跨中跨中生成形式生成形式复制和移动复制和移动复制和移动复制和移动等间距等间距dx,dy,dz(1, 0, 0)复制次数复制次数(110) 图图16. 建立几何模型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1to13，9

16、8to110精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业支座30 31 80 81跨中-支座14to29 64to79支座-跨中32to47 82to97跨中挂梁48to63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“14to29 64to79”回车，则模型窗口中显示“14to29 64to79”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 图图17. 选择要修改截面

17、信息的单元选择要修改截面信息的单元 图图18. 修改截面信息后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对于变截面构件需要定义每个单元适用要定义每个单元适用的变截面信息，而对的变截面信息，而对于一组变化规律相同于一组变化规律相同的单元，使用变截面的单元，使用变截面组功能更快更方便的组功能更快更方便的定义一组变截面单元定义一组变截面单元精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业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.模型模型/材料和截面特性材料和截面特性/变截面组变截面组组名称组名称跨中跨中-支座支座单元列表单元列表 14to29

18、64to79(可以直接输入单元编号可以直接输入单元编号,也可以在模型也可以在模型窗口中选择单元窗口中选择单元)截面形状的变化截面形状的变化z轴轴多项式（多项式（1.6） ，对称平面，对称平面，i，距离：，距离：0my轴轴线性线性 添加添加 则该段变截面梁段的形状改变如下图所示 图图19. 定义变截面组后结构显示形状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：模型模型/材料和截面特性材料和截面特性/变截面组变截面组组名称组名称 支座支座-跨中跨中精选优质文档-

19、倾情为你奉上专心-专注-专业单元列表单元列表 32to47 82to98截面形状的变化截面形状的变化z轴轴多项式（多项式（1.6） ，对称平面，对称平面，j，距离：，距离：0my轴轴线性线性 添加添加 建立桥墩单元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。模型模型/节点节点/复制和移动复制和移动形式形式复制复制复制和移动复制和移动等间距等间距间距：（间距：（0，0，-3.5）复制次数：复制次数：1次次 适用适用 图图20. 复制墩顶主梁节点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视图选择新近建立的个体（或者直接

20、在窗口选择复制生成的节点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）模型模型/节点节点/复制和移动复制和移动形式形式复制复制复制和移动复制和移动任意间距任意间距方向：方向：y间距：（间距：（2,-4） 适用适用 注意输入间距时注意输入间距时，中间的逗号不能，中间的逗号不能用中文逗号用中文逗号, ,必须必须使用英文逗号使用英文逗号。 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图21. 复制生成墩顶节点复制生成墩顶节点选择新建项目，节点选择新建项目，节点114to117模型模型/单元单元/扩展扩展扩展类形扩展类形节点节点-线单元线单元单元属性单元属性梁单元梁单元 材料材料

21、2:桥墩桥墩 截面截面5:矩形桥墩矩形桥墩复制和移动复制和移动等间距等间距(0,0,-1) 复制次数复制次数15适用适用 图图22. 扩展生成桥墩扩展生成桥墩精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业修改单元的理论厚度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模型/材料和截面特性材料和截面特性/修改单元的材料时间依存特性修改单元的材料时间依存特性选项选项添加添加/替换替换单元依存材料特性单元依存材料特性构件的理论厚度构件的理论厚度自动计算自动计算(开开)规范规范中国标准中国标准公式为：公式为：a( 0.5 ) 全选全选 适用适用 图图23. 修改单

22、元理论厚度修改单元理论厚度精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业定义结构组、边界组和荷载组定义结构组、边界组和荷载组为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段(construction stage)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。 组组结构租结构租 新建新建定义结构组定义结构组名称名称( 墩与悬臂墩与悬臂1) 名称名称( 悬臂段悬臂段2) 名称名称(主梁主梁) 名称（挂梁段）名称（挂梁段） 名称（边跨满堂）名称（边跨满堂） 组组边界租边界租 新建新建定义边界组定义边界组名称名称 (墩底固结墩底固结)； 名称名称 (墩顶连接墩顶连接)； 名称名称 (边跨滑动支

23、座边跨滑动支座)； 名称（中跨临时固定）名称（中跨临时固定） ； 名称（体系转换）名称（体系转换） ； 名称（满堂支撑）名称（满堂支撑） ； 名称（挂孔）名称（挂孔） ； 为了利用为了利用 桥梁桥梁内力图内力图 功能查看功能查看分析结果而将所有分析结果而将所有主梁单元定义为一主梁单元定义为一个结构组个结构组。 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图24. 结构组列表结构组列表 图图25. 边界组列表边界组列表 组组荷载租荷载租 新建新建定义荷载组定义荷载组名称名称 (自重自重)； 名称名称 (二期二期)； 名称名称 (满堂段预应力满堂段预应力)； 名称（悬臂段预应力）名称（悬臂段预应

24、力） 后缀（后缀（1to2） ； 图图26. 荷载组列表荷载组列表精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业输入边界条件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，如下所示单元号单元号 (关关) ; 节点号节点号 (开开)模型模型/节点节点/复制和移动复制和移动选择节点（选择节点（1to11

25、，101to111）形式形式复制复制复制和移动复制和移动复制复制, 间距间距:(0,0,-2) 复制次数复制次数:1次次 适用适用图图27. 复制生成满堂支架临时支撑点复制生成满堂支架临时支撑点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。模型模型 /边界条件边界条件 / 一般支承一般支承单选单选(节点节点 : 178 199)边界组名称边界组名称边跨滑动支座边跨滑动支座选择选择添加添加支承条件类型支承条件类型 Dy, Dz, Rx (开开) 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图28. 定义边跨滑动支座定义边跨滑动支座1（永久支座）（永久支座）主梁与支座节点的连接关系

26、，使用刚性弹簧来连接。模型模型 /边界条件边界条件 / 弹性连接弹性连接边界组名称边界组名称边跨滑动支座边跨滑动支座选择选择添加添加弹性连接数据弹性连接数据 刚性刚性连接两点：（连接两点：（178，1） ， （199，111）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图29. 定义边跨滑动支座定义边跨滑动支座2（永久支座）（永久支座）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。模型模型 /边界条件边界条件 / 一般支承一般支承窗口选则窗口选则 (节点节点 :179to198)边界组名称边界组名称满堂支撑满堂支撑选择选择添加添加精选优质

27、文档-倾情为你奉上专心-专注-专业支承条件类型支承条件类型D-ALL, R-ALLx (开开) 图图30. 满堂支架底部固结满堂支架底部固结模型模型 /边界条件边界条件 / 弹性连接弹性连接边界组名称边界组名称满堂支撑满堂支撑选项选项添加添加连接类型连接类型只受压只受压 SDX：10000KN/M 复制弹性连接（开）复制弹性连接（开） ，节点增幅，节点增幅 方向：方向：x， 复制次数：复制次数：9次，节点增幅：次，节点增幅：1依次鼠标点击支架的两点：（依次鼠标点击支架的两点：（179，2） ， （189，101）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图31. 弹性连接模拟边跨满堂支架弹性

28、连接模拟边跨满堂支架 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图32. 边跨满堂施工梁段临时支撑约束表格边跨满堂施工梁段临时支撑约束表格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。模型模型 /边界条件边界条件 / 弹性连接弹性连接边界组名称边界组名称墩顶连接墩顶连接选项选项添加添加连接类型连接类型刚性刚性两点两点 （112，11

29、4） ， （112，116） ， （113，115） ， （113，117） 边界组名称边界组名称中墩临时固定中墩临时固定选项选项添加添加连接类型连接类型刚性刚性两点两点 （112，31） ， （113，81） 模型模型 /边界条件边界条件 / 刚性连接刚性连接选择节点：选择节点：112边界组名称边界组名称体系转换体系转换选项选项添加添加主节点：主节点：31 刚性连接的自由度：刚性连接的自由度：DX，DY，DZ，RX，RZ 适用适用精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图33. 刚性连接模拟成桥约束刚性连接模拟成桥约束选择节点：选择节点：113边界组名称边界组名称体系转换体系转换选项选

30、项添加添加主节点：主节点：81 刚性连接的自由度：刚性连接的自由度：DX，DY，DZ，RX，RZ 适用适用墩底采用固结，使用一般支承模拟。视图视图 /选择选择 /平面选择平面选择平面：平面：xy平面平面Z坐标：用鼠标在模型窗口中点击任一个墩底节点（坐标为坐标：用鼠标在模型窗口中点击任一个墩底节点（坐标为-18.5）则选择位于则选择位于z=18.5的的xy平面内所有节点和单元平面内所有节点和单元模型模型 /边界条件边界条件 / 一般支承一般支承边界组名称边界组名称墩底固结墩底固结选择选择添加添加支承条件类型：支承条件类型：D-ALL， R-ALL 适用适用挂梁处采用铰接，在程序中以释放梁端约束模

31、拟挂梁与主梁的简支关系。模型模型 /边界条件边界条件 / 释放梁端部约束释放梁端部约束选择单元：选择单元：48边界组名称边界组名称挂孔挂孔选项选项添加添加/替换替换选择类型和释放比率选择类型和释放比率:类型类型相对值相对值 i节点节点:My(开开)精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业j节点节点:无无适用适用选择单元：选择单元：63边界组名称边界组名称挂孔挂孔选择选择添加添加/替换替换选择类型和释放比率选择类型和释放比率:类型类型相对值相对值 i节点节点: 无无j节点节点: Fx(开开) My(开开)适用适用 图图34. 释放梁端约束模拟挂孔铰接释放梁端约束模拟挂孔铰接分配结构组分配结构组

32、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2-14to22， 39to47， 64to72， 89to97精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业边跨满堂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。5. 非预应力钢筋输入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

33、如下模型模型材料和截面特性材料和截面特性截面钢筋截面钢筋设计截面列表设计截面列表跨中跨中纵向钢筋纵向钢筋(i,j)两端钢筋信息相同两端钢筋信息相同(开开)I端端1 直径直径(d16) 数量数量(66) Ref.Y(中央中央) Y(0) Ref.Z(上部上部) Z(0.06) 间距间距(0.15)2 直径直径(d16) 数量数量(33) Ref.Y(中央中央) Y(0) Ref.Z(下部下部) Z(0.06) 间距间距(0.15) 抗剪钢筋抗剪钢筋(i,j)两端钢筋信息相同两端钢筋信息相同(开开)I端端弯起钢筋弯起钢筋(开开) 间距间距(1.5m) 角度角度(45) Aw(0.0005m2)抗扭

34、钢筋抗扭钢筋(开开) 间距间距(0.2m) Awt(0.0004m2) Alt(0.002m2)箍筋箍筋(开开) 间距间距(0.2m) Aw(0.0008m2)箍筋内表面包围的截面核芯面积箍筋内表面包围的截面核芯面积(开开) 保护层厚度保护层厚度(0.05m) 图图35. 截面钢筋输入截面钢筋输入精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业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模型材料和截面特性材料和截面特性截面钢筋截面钢筋设计截面列表设计截面列表跨中跨中复制截面钢筋给复制截面钢筋给. 全选全选 图图36. 复制截面

35、钢筋复制截面钢筋6. 输入荷载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。荷载荷载/ 静力荷载工况静力荷载工况名称名称 (自重自重)类型类型 (施工阶段荷载施工阶段荷载) 名称名称 (预应力预应力)精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业类型类型 (施工阶段荷载施工阶段荷载) 名称名称 (铺装铺装)类型类型 (施工阶段荷载施工阶段荷载) 图图37. 定义静力荷载工况名称定义静力荷载工况名称输入恒荷载输入恒荷载使用 自重自重 功能输入自重荷载。荷载荷载

36、 / 自重自重荷载工况名称荷载工况名称 自重自重荷载组名称荷载组名称 自重自重自重系数自重系数 Z (-1)精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图38. 输入自重荷载输入自重荷载使用 梁单元荷载梁单元荷载 功能输入铺装荷载。选择单元选择单元: 视图视图选择选择属性属性选择属性选择属性材料材料选择主梁材料添加选择主梁材料添加(则所有材料属性为主梁的单元被选择则所有材料属性为主梁的单元被选择)图图39. 根据单元属性选择单元根据单元属性选择单元精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业荷载荷载 / 梁单元荷载梁单元荷载荷载工况名称荷载工况名称 铺装铺装荷载组名称荷载组名称 二期二期选项选项

37、 添加添加荷载类型荷载类型 均布荷载均布荷载偏心偏心 关关方向方向 整体坐标系整体坐标系Z数值数值 相对值相对值 x1:0 x2=1 w:-32.5KN/m 适用适用精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图40. 用梁单元荷载定义铺装荷载用梁单元荷载定义铺装荷载输入钢束特性值输入钢束特性值荷载荷载/ 预应力荷载预应力荷载 /钢束特性值钢束特性值预应力钢束的名称预应力钢束的名称 (钢束钢束) ; 预应力钢束的类型预应力钢束的类型内部内部(后后张张)材料材料3: Strand1860 钢束总面积钢束总面积 (0.00434) 或者或者 钢铰线公称直径钢铰线公称直径15.2mm(1x7) 钢铰

38、线股数钢铰线股数 ( 31 ) 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业导管直径导管直径 (0.13) ; 钢束松弛系数钢束松弛系数(开开)：JTG04 0.3 超张拉（开）超张拉（开）预应力钢筋与管道壁的摩擦系数预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数管道每米局部偏差对摩擦的影响系数: 1.5e-003（1/m）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点开始点:0.006m结束点结束点:0.006m粘结类型粘结类型粘结粘结 图图41.输入钢束特性值输入钢束特性值输入钢束形状输入钢束形状首先输入左墩顶顶板束的形状。消隐消隐(关关) ;

39、单元号单元号 (开开) ; 节点号节点号 (关关) 荷载荷载/ 预应力荷载预应力荷载 /钢束布置形状钢束布置形状钢束名称钢束名称 ( 顶板顶板1-1) ; 钢束特性值钢束特性值钢束钢束 窗口选择窗口选择 (单元单元 : 29to32)输入类型输入类型3-D 曲线类型曲线类型圆弧圆弧钢束直线段钢束直线段开始点开始点 (0) ; 结束点结束点(0)无应力场长度：用户定义长度，开始无应力场长度：用户定义长度，开始(0)，结束，结束(0)布置形状布置形状 坐标轴类型坐标轴类型单元单元1x ( 0 ), y ( 0.44 ), Z( -0.6 ), R( 0 )2x ( 0.8 ), y ( 0 ),

40、Z ( -0.15 ), R( 2 )3x ( 1.6 ), y ( 0 ), Z ( -0.15 ), R( 0 )4x ( 2.4 ), y ( 0 ), Z ( -0.15 ), R( 0 )精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业5x ( 3.2 ), y ( 0 ), Z ( -0.15 ), R( 2 )6x ( 4 ), y ( 0.44 ), Z ( -0.6 ), R( 0 )对称点对称点最后最后 钢束布置插入点钢束布置插入点 I端端 单元单元:29假想假想x轴方向轴方向I-J 单元单元: 29绕绕x轴旋转角度轴旋转角度0 投影投影(开开)偏心偏心y: -2.25 z:0m

41、 图图42. 定义钢束形状定义钢束形状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，如下图所示精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图43.钢束形状坐标表格钢束形状坐标表格用粘贴快捷键Ctrl+V将复制的钢束坐标粘贴到钢束布置

42、形状对话框内。得到如下图所示图图44.由由Excel表格复制生成钢束布置坐标表格复制生成钢束布置坐标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。如下图所示精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图45.修改钢束布置形状参数修改钢束布置形状参数其余钢束坐标表格：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：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。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图46.修改钢束布置形状参数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。下面按

43、如下方法确认所输入的钢束的形状。 单元号单元号(关关) 视图视图 显示显示综合综合钢束形状名称，钢束形状控制点钢束形状名称，钢束形状控制点(开开) 图图47. 确认输入的钢束形状确认输入的钢束形状精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业输入钢束预应力荷载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，将单位体系设置为转换单位体系，将单位体系设置为 N和和mm。荷载荷载/ 预应力荷载预应力荷载/ 钢束预应力荷载钢束预应力荷载荷载工况名称荷载工况名称预应力预应力 ; 荷载组名称荷载组名称悬臂段预应力悬臂段预应力1钢

44、束钢束 顶板顶板1-1顶板顶板1-4，顶板，顶板1-1顶板顶板1-4,顶板顶板2-1顶板顶板2-4，顶板，顶板2-1顶板顶板2-4 已选钢束已选钢束张拉力张拉力应力应力 ; 张拉张拉两端两端开始点开始点 (1395) ; 结束点结束点 (1395 ) 注浆注浆 : 下下 ( 0 ) 图图48. 输入输入T构时顶板预应力荷载构时顶板预应力荷载定义对钢束孔道定义对钢束孔道注浆的施工阶段。注浆的施工阶段。注浆前的应力按实注浆前的应力按实际截面计算，注浆际截面计算，注浆后按组合成的截面后按组合成的截面来计算。在注浆中来计算。在注浆中输入了输入了1 1意味着在意味着在张拉钢束之后的下张拉钢束之后的下一个

45、施工阶段注浆一个施工阶段注浆。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业按照同样的方法，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。荷载荷载/ 预应力荷载预应力荷载 / 钢束预应力荷载钢束预应力荷载荷载工况名称荷载工况名称预应力预应力 ; 荷载组名称荷载组名称悬臂段预应力悬臂段预应力2钢束钢束顶板顶板1-5顶板顶板1-8，顶板，顶板1-5顶板顶板1-8,顶板顶板2-5顶板顶板2-8，顶板，顶板2-5顶板顶板2-8 已选钢束已选钢束张拉力张拉力应力应力 ; 先张拉先张拉两端两端开始点开始点(1395 ) ; 结束点结束点(1395 ) 注浆注浆 : 下下 ( 0 ) 图图49. 输入

46、最大悬臂段顶板预应力荷载输入最大悬臂段顶板预应力荷载精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业按照同样的方法，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。荷载荷载/ 预应力荷载预应力荷载 / 钢束预应力荷载钢束预应力荷载荷载工况名称荷载工况名称预应力预应力 ; 荷载组名称荷载组名称满堂段预应力满堂段预应力钢束钢束底板底板1-1底板底板1-4 底板底板1-1底板底板1-4底板底板2-1底板底板2-4 底板底板2-1底板底板2-4 已选钢束已选钢束张拉力张拉力应力应力 ; 先张拉先张拉两端两端开始点开始点(1395 ) ; 结束点结束点(1395 ) 注浆注浆 : 下下 ( 0 ) 图图

47、50. 输入底板预应力荷载输入底板预应力荷载精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业7. 定义施工阶段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结构组边界组边界组荷载组荷载组施工阶段名施工阶段名称称持续持续时间时间激活激活钝化钝化激活激活钝化钝化激活激活钝化钝化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1-02-最大悬臂10天悬臂段2-悬臂段预应力2-03-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1000天-二期-荷载荷载 /施工阶

48、段分析数据施工阶段分析数据 / 定义施工阶段定义施工阶段图图51. 定义施工阶段窗口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。精选优质文档-倾情为你奉上专

49、心-专注-专业荷载荷载 / 施工阶段分析数据施工阶段分析数据 / 定义施工阶段定义施工阶段名称名称 ( 01-双悬臂双悬臂 ) ; 持续时间持续时间 ( 10 )保存结果保存结果施工阶段施工阶段(开开) ; 施工步骤施工步骤(关关)单元单元组列表组列表 墩与悬臂段墩与悬臂段1激活激活材龄材龄 ( 5 ) ; 边界边界组列表组列表 墩底固结墩底固结,中墩临时固定中墩临时固定,墩顶连接墩顶连接激活激活支承条件支承条件/ 弹性支承位置弹性支承位置变形前变形前; 荷载荷载组列表组列表 自重自重,悬臂段预应力悬臂段预应力1激活激活激活时间激活时间开始开始 ; 适用适用 图图52. 定义施工阶段定义施工阶

50、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。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业定义施工阶段定义施工阶段2(CS

51、2)。名称名称 ( 02-最大悬臂最大悬臂 ) ; 持续时间持续时间 ( 10 )保存结果保存结果施工阶段施工阶段(开开) ; 施工步骤施工步骤(关关)单元单元组列表组列表悬臂段悬臂段2激活激活材龄材龄 ( 5 ) ; 边界边界组列表组列表无无荷载荷载组列表组列表悬臂段预应力悬臂段预应力2激活激活激活时间激活时间开始开始 ; 适用适用 图图53. 定义施工阶段定义施工阶段2下面定义施工阶段3。名称名称 ( 03-边跨满堂施工边跨满堂施工 ) ; 持续时间持续时间 ( 10 )保存结果保存结果施工阶段施工阶段(开开) ; 施工步骤施工步骤(关关)单元单元组列表组列表边跨满堂边跨满堂激活激活材龄材

52、龄 ( 5 ) ; 边界边界组列表组列表边跨滑动支座边跨滑动支座,满堂支撑满堂支撑,体系转换体系转换激活激活支承条件支承条件 / 弹性支承位置弹性支承位置变形前变形前 ; 钝化钝化中跨临时固定中跨临时固定荷载荷载组列表组列表满堂段预应力满堂段预应力激活激活激活时间激活时间开始开始 ; 适用适用 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图图54. 定义施工阶段定义施工阶段3定义第4施工阶段名称名称 ( 04-挂梁挂梁 ) ; 持续时间持续时间 ( 5 )保存结果保存结果施工阶段施工阶段(开开) ; 施工步骤施工步骤(关关)单元单元组列表组列表挂梁段挂梁段激活激活材龄材龄 ( 10 ) ; 边界

53、边界组列表组列表挂孔挂孔激活激活支承条件支承条件 / 弹性支承位置弹性支承位置变形前变形前 ; 钝化钝化满堂支撑满堂支撑 荷载荷载组列表组列表无无 适用适用 图图55. 定义施工阶段定义施工阶段4精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业名称名称 ( 05-收缩徐变收缩徐变 ) ; 持续时间持续时间 ( 1000 )保存结果保存结果施工阶段施工阶段(开开) ; 施工步骤施工步骤(关关)单元单元组列表组列表无无 边界边界组列表组列表无无荷载荷载组列表组列表二期二期激活时间激活时间 开始开始 确认确认 图图56. 定义施工阶段定义施工阶段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

54、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。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业分析分析 / 施工阶段分析控制施工阶段分析控制最终施工阶段最终施工阶段最后施工阶段最后施工阶段分析选项分析选项考虑时间依存效果考虑时间依存效果 (开开)时间依存效果时间依存效果徐变和收缩徐变和收缩(开开) ; 类型类型徐变和收缩徐变和收缩徐变分析时的收敛控制徐变分析时的收敛控制迭代次数迭代次数 ( 5 ) ; 收敛误差收敛误差 ( 0.01 )自动分割时间自动分割时间 (开开) 钢束预应力损失钢束预应力损失 (徐变和收缩徐变和收缩) (开开)考虑钢筋的约束效果（开）考

55、虑钢筋的约束效果（开）抗压强度的变化抗压强度的变化 (开开) 钢束预应力损失钢束预应力损失 (弹性收缩弹性收缩) (开开) 图图57. 指定施工阶段分析选项指定施工阶段分析选项选择选择“自动分割自动分割时间时间”的话，程序的话，程序会对持续一定时间会对持续一定时间以上的施工阶段，以上的施工阶段，在内部自动生成时在内部自动生成时间步骤来考虑长期间步骤来考虑长期荷载的效果。荷载的效果。最后阶段可指定最后阶段可指定为任一阶段，通过为任一阶段，通过选择其它阶段来指选择其它阶段来指定定。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业8. 输入移动荷载数据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

56、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。定义车道定义车道转换单位体系，将单位体系设置为 KN和m。荷载荷载 / 移动荷载分析数据移动荷载分析数据 /移动荷载规范移动荷载规范/china荷载荷载 / 移动荷载分析数据移动荷载分析数据 /车道车道 添加：车道名称添加：车道名称 (左车道左车道)车道荷载的分布车道荷载的分布车道单元车道单元车辆移动方向车辆移动方向往返往返(开开) 偏心距离偏心距离 ( -1.625 )车轮间距（车轮间距（0）桥梁跨度桥梁跨度 ( 50 ) 选择选择两点两点 ( 1, 111 ) 鼠标点选节点鼠

57、标点选节点1和和111即可即可跨度始点跨度始点:单元单元1(开开) 单元单元31(开开) 单元单元81(开开) 车道名称车道名称 (右车道右车道)车道荷载的分布车道荷载的分布车道单元车道单元车辆移动方向车辆移动方向往返往返(开开) 偏心距离偏心距离 ( 1.625 )车轮间距（车轮间距（0）桥梁跨度桥梁跨度 ( 50 ) 选择选择两点两点 ( 1, 111 ) 跨度始点跨度始点: 单元单元1(开开) 单元单元31(开开) 单元单元81(开开) 输入数据时也可输入数据时也可输入数式。输入数式。该项为移动荷载该项为移动荷载加载方向的选项。加载方向的选项。 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业

58、 图图58. 定义车道定义车道输入车辆荷载输入车辆荷载输入数据库中的标准车辆荷载CH-CD。荷载荷载 / 移动荷载分析数据移动荷载分析数据 / 车辆车辆车辆 添加标准车辆添加标准车辆 标准车辆荷载 规范名称 公路工程技术标准公路工程技术标准(JTG B01-2003)车辆荷载名称 CH-CD 图图59. 输入车辆荷载输入车辆荷载标准车辆荷载数标准车辆荷载数据库中未包含的荷据库中未包含的荷载可通过用户定义载可通过用户定义来输入来输入。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业下面输入移动荷载工况。荷载荷载 /移动荷载数据分析移动荷载数据分析/ 移动荷载工况移动荷载工况荷载工况荷载工况 ( 移动荷

59、载移动荷载) 子荷载工况车辆组VL: CH-CD 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，右车道图图60. 移动荷载工况的输入窗口移动荷载工况的输入窗口移动荷载分析控制移动荷载分析控制分析分析 / 移动荷载分析控制移动荷载分析控制加载位置加载位置影响线加载影响线加载每个线单元上影响线点数量（每个线单元上影响线点数量（3）计算位置计算位置杆系单元杆系单元内力（最大值当前其他内力）内力（最大值当前其他内力）(开开)，应力（开），应力（开）计算选项计算选项反力，位移，内力（全部）反力，位移，内力（全部） （开）（开）汽车荷载等级汽车

60、荷载等级 公路公路-I级级冲击系数冲击系数 规范类型规范类型(JTG D60-2004),结构基频方法（用户输入）结构基频方法（用户输入） ，fHz(1.2)对于列车和轻轨对于列车和轻轨也可以选择所有点也可以选择所有点加载加载。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 图图61. 移动荷载分析选项移动荷载分析选项主控数据确定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“计算截面刚度时考虑钢筋”否则，无论是分析计算还是结构设计，程序