【《某预应力连续刚构桥MIDAS建立桥梁上部结构模型案例分析》5300字（论文）】

某预应力连续刚构桥MIDAS建立桥梁上部结构模型案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u20972某预应力连续刚构桥MIDAS建立桥梁上部结构模型案例分析 1127741.1建模概述 1282141.2桥梁特性值输入 279931.2.1材料的特性值 2108221.2.2时间依存材料(收缩/徐变) 2325241.2.3时间依存材料(抗压强度) 3282591.2.4截面参数设置 3105181.3节点和单选的划分 6106991.3.1节点设置 6298091.3.2单元设置 9206381.3.3变截面设置 9246831.4边界设置 10312221.1.1边界组定义 10288491.1.2支承定义 10102081.5静力荷载定义 11163551.5.1荷载组定义 11205071.5.2定义静力荷载工况 1291821.5.3自重 13132501.5.4二期恒载 13228441.5.5挂篮湿重 13177401.5.6温度荷载 1660981.6施工阶段定义 1760241.7移动荷载定义 22164481.7.1移动荷载规范选取 22259821.7.2车道定义 2248041.7.3车辆/人群 226071.7.4车辆/人群荷载工况 2286951.8小结 221.1建模概述本章讲述的内容为根据前期选择的最优桥型方案，利用MIDAS软件建立桥型的电算模型，为后续的桥梁的验算做准备。1.2桥梁特性值输入1.2.1材料的特性值主梁材料采用C50，预应力钢绞线采用1860等级。规范选择JTG04(RC)——《(JTG33622018)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。MIDAS具体数值如图1.2-1和图1.2-2。图1.2-1混凝土材料数据图1.2-2预应力钢绞线材料数据1.2.2时间依存材料(收缩/徐变)采用《公路桥梁规范》设置，具体如图1.2-3图1.2-3收缩/徐变参数1.2.3时间依存材料(抗压强度)如图1.2-4图1.2-4抗压强度参数1.2.4截面参数设置主梁截面分为“支点截面”和“跨中截面”，MIDAS可以根据这两种特征截面进行简化成桥，其中的变截面可以在MIDAS中自动转化。(1)跨中/支点/墩三种标准截面偏心距改为中-上部，具体如图1.2-5。图1.2-5主梁截面参数(2)变截面参数变截面参数是根据“支点截面”和“跨中截面”进行二次抛物线变化而来的截面分为“支点-跨中”和“跨中-支点”，具体如图1.2-6。图1.2-6变截面截面参数MIDAS模型中个单元具体变截面设置为：(1)5#-17#，37#-49#为“跨中-支点”的变截面变化。(2)22#-34#，54#-66#为“支点-跨中”变截面变化。(3)1#-4#，35#-36#，67#-70#为“跨中截面”。(4)18#-21#,50#-53#为“支点截面”。1.3节点和单选的划分1.3.1节点设置经过计算将本次桥型分为77个节点，72各单元(包括墩)。在EXCEL中输入各节点的坐标，然后把表格的数据复制到MIDAS中的节点表格中，如表1.3-1。表1.3-1节点坐标表节点X(m)Y(m)Z(m)10037.523037.536037.549037.5511037.5611.5037.5718037.5821.5037.5925037.51028.5037.51132037.51235037.51338037.51441037.51544037.51647037.51750037.51852037.51954037.52055037.52156037.52258037.52360037.52463037.52566037.52669037.52772037.52875037.52978037.53081.5037.53185037.53288.5037.53392037.53495.5037.53599037.536100037.537101037.538101.5037.539108037.5续表1.3-140111.5037.541115037.542118.5037.543122037.544125037.545128037.546131037.547134037.548137037.549140037.550142037.551144037.552145037.553146037.554148037.555150037.556153037.557156037.558159037.559162037.560165037.561168037.562171.5037.563175037.564178.5037.565182037.566185.5037.567189037.568191037.569194037.570197037.571200037.57255029.573550074145029.5751450076200031.5770031.51.3.2单元设置由前面建立的节点，建立出单元。步骤为从MIDAS树形菜单中选择模型＞节点/单元＞建立单元。如图1.3-2图1.3-2单元建立1.3.3变截面设置本次设计桥梁下缘为二次抛物线变化，所以要将是变截面的单元设置为变截面组。最终成全桥模型，如图1.3-3。图1.3-3全桥模型图1.4边界设置1.1.1边界组定义如图1.4-1所示。其中“支承”为桥梁墩处的支座，73号和75号节点为固定铰支座；“满堂支架段”为满堂支架处的支座，77号和76号节点为滑动支座；“弹性连接”为桥墩与主梁之间的联系，20号和72号节点，52号和74号节点之间为刚性连接。“ELink”为1号和77号节点，71号和76号之间的刚性连接。图1.4-1边界组定义图1.1.2支承定义一般支承详细数据如表1.4-1。表1.4-1一般支承表格节点DxDyDzRxRyRzRw组731111110支承751111110支承760111000满堂支架区段-右770111000满堂支架区段-左弹性连接数据如图1.4-1。图1.4-1弹性连接表格1.5静力荷载定义1.5.1荷载组定义定义荷载组的过程是为了方便让不同的荷载在不同的施工阶段进行加载。如图1.5-1。图1.5-1荷载组表格图中：自重——主梁自重；温度——包括均匀升温、均匀降温、梁截面升温、梁截面降温；二期恒载——10cm沥青混凝土+8cm混凝土平调层；挂篮湿重(1-12)——不同施工阶段的挂篮湿重；混凝土湿重(1-12)——不同施工阶段的混凝土湿重；钢束——悬臂浇筑施工阶段的钢束预应力；合拢段钢束——边跨、中跨合拢段施工阶段钢束预应力。1.5.2定义静力荷载工况如图1.5-2图1.5-2静力荷载工况1.5.3自重自重的力在MIDAS中是延z竖直向下的，所以自重系数取-1.04；1.5.4二期恒载二期恒载=10cm沥青混凝土+8cm混凝土平调层。由第3章主梁桥面板计算可得，二期恒载为-100.6kN。1.5.5挂篮湿重根据支点单元的重量，本次设计假设采用80t的挂篮，块件的x方向为3m和3.5m。所以：e=1.5m。挂篮湿重产生的荷载是对上一个施工块有一个偏心力，可以把这个偏心力简化成一个竖向力和一个弯矩，如图1.5-3。图1.5-3挂篮湿重荷载可以从迈达斯中导出每个单元的整体重量，找到相应施工块的单元重，首先找到挂篮湿重对前一个施工块造成的弯矩，然后根据每个竖向力和弯矩作用的节点，并定义到对应的荷载组。具体见表1.5-1。表1.5-1挂篮湿重荷载表节点荷载工况Fx(kN)Fy(kN)Fz(kN)Mx(kN*m)My(kN*m)Mz(kN*m)5混凝土湿重00-339.250-508.8805模架移动装置00-8000-120006混凝土湿重00-1187.380-1781.0606模架移动装置00-8000-120007混凝土湿重00-1195.310-1792.9707模架移动装置00-8000-120008混凝土湿重00-1222.950-1831.4208模架移动装置00-8000-120009混凝土湿重00-1272.350-1908.5309模架移动装置00-8000-1200010混凝土湿重00-1340.960-2011.43010模架移动装置00-8000-1200011混凝土湿重00-1427.430-2141.14011模架移动装置00-8000-1200012混凝土湿重00-1301.90-1957.35012模架移动装置00-8000-1200013混凝土湿重00-1391.190-2086.79013模架移动装置00-8000-1200014混凝土湿重00-1487.460-2231.180续表1.5-114模架移动装置00-8000-1200015混凝土湿重00-1593.440-2390.16015模架移动装置00-8000-1200016混凝土湿重00-1708.930-2563.4016模架移动装置00-8000-1200017混凝土湿重00-1833.730-2750.6017模架移动装置00-8000-1200023混凝土湿重00-1833.7302750.6023模架移动装置00-80001200024混凝土湿重00-1708.9302563.4024模架移动装置00-80001200025混凝土湿重00-1593.4402390.16025模架移动装置00-80001200026混凝土湿重00-1487.4602231.18026模架移动装置00-80001200027混凝土湿重00-1391.1902086.79027模架移动装置00-80001200028混凝土湿重00-1301.901957.35028模架移动装置00-80001200029混凝土湿重00-1427.4302141.14029模架移动装置00-80001200030混凝土湿重00-1340.9602011.43030模架移动装置00-80001200031混凝土湿重00-1272.3501908.53031模架移动装置00-80001200032混凝土湿重00-1222.9501831.42032模架移动装置00-80001200033混凝土湿重00-1195.3101792.97033模架移动装置00-80001200034混凝土湿重00-1187.3801781.06034模架移动装置00-80001200035混凝土湿重00-339.250508.88035模架移动装置00-80001200037混凝土湿重00-339.250-508.88037模架移动装置00-8000-1200038混凝土湿重00-1187.380-1781.06038模架移动装置00-8000-1200039混凝土湿重00-1195.310-1792.97039模架移动装置00-8000-1200040混凝土湿重00-1222.950-1831.420续表1.5-140模架移动装置00-8000-1200041混凝土湿重00-1272.350-1908.53041模架移动装置00-8000-1200042混凝土湿重00-1340.960-2011.43042模架移动装置00-8000-1200043混凝土湿重00-1427.430-2141.14043模架移动装置00-8000-1200044混凝土湿重00-1301.90-1957.35044模架移动装置00-8000-1200045混凝土湿重00-1391.190-2086.79045模架移动装置00-8000-1200046混凝土湿重00-1487.460-2231.18046模架移动装置00-8000-1200047混凝土湿重00-1593.440-2390.16047模架移动装置00-8000-1200048混凝土湿重00-1708.930-2563.4048模架移动装置00-8000-1200049混凝土湿重00-1833.730-2750.6049模架移动装置00-8000-1200055混凝土湿重00-1833.7302750.6055模架移动装置00-80001200056混凝土湿重00-1708.9302563.4056模架移动装置00-80001200057混凝土湿重00-1593.4402390.16057模架移动装置00-80001200058混凝土湿重00-1487.4602231.18058模架移动装置00-80001200059混凝土湿重00-1391.1902086.79059模架移动装置00-80001200060混凝土湿重00-1301.901957.35060模架移动装置00-80001200061混凝土湿重00-1427.4302141.14061模架移动装置00-80001200062混凝土湿重00-1340.9602011.43062模架移动装置00-80001200063混凝土湿重00-1272.3501908.53063模架移动装置00-80001200064混凝土湿重00-1222.9501831.42064模架移动装置00-80001200065混凝土湿重00-1195.3101792.970续表1.5-165模架移动装置00-80001200066混凝土湿重00-1187.3801781.06066模架移动装置00-80001200067模架移动装置00-8000120001.5.6温度荷载(1)系统温度：根据设计指导书上的说明，初始温度为0℃；均匀升温为25℃；均匀降温为-5℃。(2)梁截面温度升降桥梁才有10cm的沥青混凝土。所以根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)1.3.12规定：算桥梁结构由于竖向温度梯度引起的效应时，可采用如图1.5-4所示的竖向温度梯度曲线，其桥面板表面的最高温度T1规定见图1.5-5。图1.5-4竖向梯度温度图中：A ——混凝土结构当中当梁高H小于400mm时，A=H-100mm。梁高H大于或等于400mm时，A=300mm；带混凝土桥面板的钢结构A=300mmt——混凝土桥面板的厚度（mm）混凝土上部结构和带混凝土桥面板的钢结构的竖向日照反温差为正温差乘以-0.5。图1.5-5竖向日照正温差计算的温度基数1.6施工阶段定义从树形菜单的菜单表单中选择荷载＞施工阶段＞定义施工阶段。如图1.6-1所示像施工阶段1一样依次激活每个阶段所要添加的单元、边界、荷载。具体数据如表1.6-1。图1.6-1施工阶段定义表1.6-1施工阶段划分施工阶段持续时间单元边界荷载激活钝化激活钝化激活钝化名称材龄名称名称位置名称名称激活时间名称钝化时间112组1-012-支承变形前-自重开始--桥墩130-弹性链接变形前-挂篮1开始--组2-012混凝土湿重1开始--桥墩230钢束1-0开始钢束2-0开始--212桥梁段1-112挂篮2开始挂篮1开始桥梁段2-112混凝土湿重2开始混凝土湿重1开始钢束1-1开始钢束2-1开始--续表1.6-1312桥梁段1-212挂篮3开始挂篮2开始桥梁段2-212混凝土湿重3开始混凝土湿重2开始钢束1-2开始钢束2-2开始--412桥梁段1-312挂篮4开始挂篮3开始桥梁段2-312混凝土湿重4开始混凝土湿重3开始钢束1-3开始钢束2-3开始--512桥梁段1-412挂篮5开始挂篮4开始桥梁段2-412混凝土湿重5开始混凝土湿重4开始钢束1-4开始钢束2-4开始--612桥梁段1-512挂篮6开始挂篮5开始桥梁段2-512混凝土湿重6开始混凝土湿重5开始钢束1-5开始钢束2-5开始--712桥梁段1-612挂篮7开始挂篮6开始桥梁段2-612混凝土湿重7开始混凝土湿重6开始钢束1-6开始钢束2-6开始--812桥梁段1-712挂篮8开始挂篮7开始桥梁段2-712混凝土湿重8开始混凝土湿重7开始钢束1-7开始钢束2-7开始--续表1.6-1912桥梁段1-812挂篮9开始挂篮8开始桥梁段2-812混凝土湿重9开始混凝土湿重8开始钢束1-8开始钢束2-8开始--1012桥梁段1-912挂篮10开始挂篮9开始桥梁段2-912混凝土湿重10开始混凝土湿重9开始钢束1-9开始钢束2-9开始--1112桥梁段1-1012挂篮11开始挂篮10开始桥梁段2-1012混凝土湿重11开始混凝土湿重10开始钢束1-10开始钢束2-10开始--1212桥梁段1-1112挂篮12-1开始挂篮11开始桥梁段2-1112挂篮12-2开始混凝土湿重11开始挂篮12-3开始挂篮12-4开始混凝土湿重12开始钢束1-11开始钢束2-11开始--续表1.6-11312桥梁段1-1212--合龙段挂篮1开始挂篮12-1开始桥梁段2-1212--合龙段挂