名企预制梁荷载试验专题

预

制

T

梁

荷

载

试

验

专

题北京迈达斯技术有限公司技术中心：郑伟1234建

模

常

见

问

题Civil

模

型

建

立目

录C

D

N

荷

载

试

验

布

载有

限

元

结

果

提

取Ⅰ.

建

模

常

见

问

题Ⅰ.

建模常见问题荷载试验模型的常见问题Q1：需不需要输入预应力钢束及普通钢筋？试验荷载响应包括：内力，挠度，应力，自振特性内力：

结构的内力涉及荷载试验方案的布置，内力分布与结构的刚度分布相关，增加预应力钢束以及普通钢筋并未对结构的相对刚度变化产生较大影响，可不考虑。M

ymax增加预应力钢束以及普通钢筋，对截面特性并未产生较大影响，可不考虑。

应力：

截面的应力分布与截面特性有关：maxIz5ql4增加预应力钢束以及普通钢筋，对截面刚度并未产生较大影响，可不考虑。挠度：

截面的挠度与结构刚度有关：384EI自振特性：结构的自振特性与质量、刚度和阻尼分布相关，预应力及钢筋产生并未较大影响。Ⅰ.

建模常见问题荷载试验模型的常见问题Q2：除了加载车荷载外，还需不需要施加其他荷载吗？结构的线弹性计算都满足各个荷载响应的线性叠加关系：FAFB实际桥梁结构响应：自重响应+预应力荷载响应+试验荷载响应（试验荷载响应为荷载试验的测试内容，为结构响应的增量值。）aaa理论计算模型：试验荷载响应理论计算只需得到试验荷载响应的计算值，因此只需施加试验荷载即可。M

F

a

F

2aABM

F

2aM

F

a2BFBFA1A=+aaaⅠ.

建模常见问题荷载试验模型的常见问题Q3：需不需要模拟施工阶段？不同施工阶段下，自重产生的弯矩1）不同施工方法下恒载结果不同，从而会影响结构的内力分布；2）对于成桥荷载，此时不存在结构体系转换，内力结果一致；3）而荷载试验在成桥阶段后进行，且仅考虑移动荷载产生的效应，因此荷载试验模型无需考虑施工阶段！12k为了计算结构基频，需要施加自重、二期f

m不同施工阶段下，成桥荷载产生的弯矩Ⅰ.

建模常见问题荷载试验模型的常见问题Q4：需不需要考虑支座沉降、温度作用？支点沉降和温度作用可以采用规范规定方法对实测值进行修正，实际理论计算模型无需考虑该项作用。支点沉降修正温度修正主梁的挠曲位移=测点的实测位移-支点沉降修正量总结：荷载试验模型需要考虑的荷载1）自重+二期2）移动荷载Ⅱ.

Civil

模

型

建

立Ⅱ.

模

型

建

立midas/Civil

建

模

流

程前处理后处理验算材料、截面、节点单元结构刚度外部边界、内部边界自重、二期边界条件建模流程分析结果内力设计结果承载能力正常使用弹性阶段PSCRC求解应力变形反力施工预应力荷载收缩徐变温度荷载支座沉降移动荷载荷载成桥Ⅱ.

模

型

建

立预

制

结

构

的

截

面

处

理截面问题：桥面铺装（经验取值）1）桥面没有裂缝1）横坡该怎么考虑？2）湿接缝怎么考虑？3）桥面铺装怎么考虑？4）截面导角需不需要考虑？5）护栏怎么考虑？现浇层h1+50%铺装层h22）桥面出现裂缝仅考虑现浇层h1Ⅱ.

模

型

建

立利

用

SPC工

具

快

速

生

成

截

面1342注意事项：

截面加腋要对应

注意长度单位

CAD线段不要合并

混凝土截面选择Plane

导出截面将*去掉Ⅱ.

模

型

建

立利

用

SPC工

具

快

速

生

成

截

面1342注意事项：

截面加腋要对应

注意长度单位

CAD线段不要合并

混凝土截面选择Plane

导出截面将*去掉Ⅱ.

模

型

建

立截

面

特

性

的

对

比跨中-无导角跨中-有导角比值面积AsyAszIxxIyyIzzCypCymCzpCzmQybQzbPeri:OPeri:ICent:yCent:zy1z1y2z2y3z3y4z4ZyyZzz1.39E+06

mm^2面积AsyAszIxxIyyIzzCypCymCzpCzmQybQzbPeri:OPeri:ICent:yCent:zy1z1y2z2y3z3y4z4ZyyZzz1.42E+06

mm^298.20%96.49%95.53%89.67%99.16%99.85%100.00%100.00%100.51%99.77%7.23E+05

mm^24.72E+05

mm^23.97E+10

mm^41.13E+12

mm^44.09E+11

mm^41256.5

mm7.50E+05

mm^24.94E+05

mm^24.42E+10

mm^41.14E+12

mm^44.10E+11

mm^41256.5

mm1256.5

mm1256.5

mm825.34

mm829.508

mm1770.49

mm2778521

mm^2103327.8

mm^21.09E+04

mm0.00E+00

mm1256.5

mm1770.49

mm-1256.5

mm829.508

mm1256.5

mm829.508

mm350

mm-1770.49

mm-350

mm-1770.49

mm0

mm^31774.66

mm2808302

mm^2104047.4

mm^21.07E+04

mm0.00E+00

mm1256.5

mm1774.66

mm-1256.5

mm825.34

mm1256.5

mm825.34

mm350

mm-1774.66

mm-350

mm98.94%99.31%101.91%#DIV/0!100.00%99.77%100.00%100.51%100.00%100.51%100.00%99.77%100.00%99.77%-1774.66

mm0

mm^3#DIV/0!#DIV/0!0

mm^30

mm^3Ⅱ.

模

型

建

立截

面

偏

心

的

设

置变截面需勾选I、JCzp+Czm=HCzm蓝色的点，为截面质心位置，Czm为质心高度红色的点，为截面偏心位置，本案例采用左-上部偏心对于边梁，由于左右翼缘面积不同，导致截面质心在横向上会偏向面积较大侧Ⅱ.

模

型

建

立利

用

CAD

导

入

功

能

快

速

建

立

模

型注意事项：

绘制单位用mm，导入注意单位；

建立图层，按不同线段进行区分；

将线段左端移到CAD坐标原点；

另存为DXF文件-04版本；

对于曲线桥，需以直代曲；

虚拟横梁需预留出实际横梁的宽度。Ⅱ.

模

型

建

立虚

拟

横

梁

的

作

用

实际横梁分布

考虑虚拟横梁虚拟横梁的功能，满足力沿最短路径传递虚拟横梁+实际横梁的截面消隐，刚好为桥面板的范围，横梁提供桥面板的横向刚度，桥面板的纵向刚度由主梁提供桥面板自重已由主梁考虑，因此需将虚拟但桥面板截面消隐重叠，导致自重考虑2次横梁的容重改为0，即虚拟横梁仅考虑刚度Ⅱ.

模

型

建

立预

制

结

构

的

截

面

分

配显示>单元>单元坐标轴1）单元坐标轴与单元的生成方向一致（与CAD线段绘制方向一致，若镜像则为相反）2）截面坐标轴参考示意图，根据右手螺旋法则，x+轴朝屏幕外侧3）为了保证截面坐标轴与单元坐标轴保持一致，截面分配时被反转了180°4）因此分配截面时，左边梁截面需要分配给右边梁单元x分配右边梁截面分配左边梁截面Ⅱ.

模

型

建

立变

截

面

的

设

置锯齿状的原因：被变截面赋予的单元，每个单元的截面都是从i端到j端定义变截面组双击截面，快速选择需要分配的单元Ⅱ.

模

型

建

立边

界

条

件

的

设

置典型连续梁桥-支座布置原则可以查看仅自重作用下的结构弯矩和位移，来判断边界条件是否模拟正确

保证梁体不能发生刚体位移

允许梁体沿横桥向、纵桥向自由变形支座仅提供支承作用，务必要简化处理双向可动支座横桥向释放Dy单向可动支座纵桥向释放Dx单向可动支座固定支座一般支承

+弹性连接-刚性Ⅱ.

模

型

建

立重

编

单

元

号先按+Y排，就可以区分各片梁的上下顺序再按+X排，就可以区分每根梁单元的左右顺序

通过结构组，激活主梁便于选择注意事项

排序：先按+Y排、再按+X排，大写的字母参考整体坐标轴

单元号的顺序，会影响移动荷载的加载，以及影响线的计算

便于后续结果的提取（输入单元号查询结果）Ⅱ.

模

型

建

立车

道

线

的

布

置Ⅱ.

模

型

建

立车

道

线

的

布

置定义横向联系梁结构组虚拟边横梁是为了定义偏载车道线，否则提示报错！移动荷载先加在横梁上，再由横梁分配给主梁Ⅱ.

模

型

建

立车

道

线

的

布

置123

公路II级的Pk和qk为I级的0.75倍

公路II级的Pk和qk为I级的0.75倍Ⅱ.

模

型

建

立计

算

桥

梁

结

构

基

频4不勾选，无法查到移动荷载产生的应力Ⅱ.

模

型

建

立计

算

桥

梁

结

构

基

频注意要点：

梁桥第一阶振型往往是竖向，取竖向的一阶频率计算移动荷载冲击系数即可；将自重只转化为Z向质量；

《公路桥梁设计规范答疑汇编》P60的解释，不建议将二期铺装转换为质量加载结构上，考虑偏安全设计；12kf

mⅡ.

模

型

建

立拓

展：简

支

变

连

续

的

操

作

技

巧具体操作方法：1）复制单元，并勾选复制单元属性2）修改变截面组，双击截面重新选择分配单元3）建立边界组，框选出中间的节点（拖拽赋予）4）双击边界组，选中中间支点5）复制节点，勾选复制节点属性Dx：640,39360mm6）删除辅助支座节点横桥向释放Dy如果是设计模型（承载能力评定），则需纵桥向释放Dx要将预制段和现浇段区分开，并考虑施工过程Ⅲ.

CDN荷载试验布载Ⅲ.CDN布载方案桥

梁

检

测

行

业

规

范2011年9月1日施行2011年11月1日施行2016年4月1日施行Ⅲ.CDN布载方案荷载试验方案计算原理布载方案设计车道线设计车道线布载方案利用影响线试算很麻烦Ⅲ.CDN布载方案Step1

-

定

义

加

载

车

辆123用户定义不勾选，导入CDN中无法布载

导出车道影响线信息，CDN将根据各单元的影响线结果，确定加载车车辆的位置。

选择JTG/T21-01-2015

定义加载车辆轴重及轴距Ⅲ.CDN布载方案Step1

-

定

义

加

载

车

辆本次试验选择车辆条文说明：160

16080总重：400KN160

16080简化模型1.4m3.5mⅢ.CDN布载方案Step2

-

定

义

加

载

工

况4设置加载排数车道线编号与Civil一致设置前后车辆最小轴距（规范）每排的加载车数量定义车辆组内汽车指向车辆组内同一指向车辆组内不同指向可定义多个加载车辆组Ⅲ.CDN布载方案Step3

-

定

义

加

载

断

面5选择加载方案控制指标：内力/位移（规范）次边跨跨中设置控制截面位置，需事先在控制截面预留节点边跨0.4L中间墩支点选择内力/位移分量，梁式结构内力按弯矩，位移按竖向控制加载效率范围，新桥/旧桥（规范）控制参数的最大最小值，支点弯矩选min跨中弯矩选max

程序计算自动布载6支持自动生成Ⅲ.CDN布载方案Step4

-

生

成

布

载

方

案

针对自动布载方案进行试算，判定所求解加载断面是否有解。在既有的加载方案基础之上进行微调7手动微调之后的方案可单独另存为一加载方案。挑选加载车辆组进行微调挑选加载车辆组内车辆单独进行微调各个控制断面加载效率柱状图Ⅲ.CDN布载方案特点1

–

支

持

可

视

化

的

布

载

方

案Ⅲ.CDN布载方案特点2

–

支持查看布载位置及加载效率

自动布载结果查看8方案一方案二

加载方案及加载效率加载方案的加载位置Ⅲ.CDN布载方案特点3

–

支

持

自

定

义

分

级

加

载

支持实现测试工况的分级加载

基于已有手动/自动布载方案定义分级方案，可灵活定义加载顺序、加载次数等信息分级加载1分级加载2分级加载3Ⅲ.CDN布载方案特点4

–

支持一键导出荷载至分析模型

导出加载方案结果至CivilCivil中的设计移动荷载内力值9Civil中的等效静载内力值CDN中的等效静载内力值CDN中计算得到的加载工况在Civil中生成计算荷载工况Ⅲ.CDN布载方案特点5

–

支持一键生成荷载试验方案功能

自动生成整体报告，展示车辆参数、加载效率、布载示意图、车轮坐标等内容Ⅲ.CDN布载方案特点6

–

支

持

导

出

CAD

布

载

位

置

CDN2020v1.1开始支持布载示意图设置参数，整体计算书中布载方案布置图可完整绘制车辆与桥梁的相对位置，查看更直观。

自动生成整体报告时，车辆布置方案自动生成dwg格式及jpg格式，方便用户调整。Ⅲ.CDN布载方案荷

载

试

验

布

载

方

案

的

流

程Ⅳ.

有

限

元

结

果

提

取Ⅳ.

结

果

提

取测

试

断

面

的

测

点

布

置Ⅳ.

结

果

提

取荷

载

试

验

的

结

果

处

理结论：휁