midas连续梁桥设计专题

1、列表1桥梁概述-1-1.1主要设计指标-1-1.2相关计算参数-1-1.3相关设计标准-1-1.4一般结构和钢梁布置-1-1.4.1一般营造-1-1.4.2钢梁布局-2-1.5建筑工艺-4-2建模分析-5-2.1模型概览-5-2.2建模要点-5-2.2.1定义材料和剖面-5-2.2.2定义节点、单元和边界条件-7-2.2.3定义与时间相关的材料性质-7-2.2.4静态荷载情况定义-8-2.2.5预应力载荷定义-9-2.2.6定义移动负载-10-2.2.7定义支持结算-11-2.2.8定义构造阶段-12-2.2.9定义结构质量-12-2.2.10梁的有效宽度定义-12-2.3定义分析控制-13-

2、2.3.1定义构造阶段分析控制-13-2.3.2定义移动荷载分析控制-13-2.3.3定义特征值分析控制-14-2.3.4定义托管数据-14-3合并设计规格-14-3.1定义荷载组合-14-3.2 PSC设计定义-15-3.2.1定义PSC设计参数-15-3.2.2定义PSC设计资料-15-3.2.3定义PSC设计剖面位置-15-3.2.4定义PSC设计帐单输出-15-3.3 PSC设计结果-16-3.3.1正常截面弯曲强度检查-16-3.3.2斜截面剪切强度检查-16-3.3.3扭转强度检查-16-3.3.4正截面抗裂性检查-17-3.3.5斜截面抗裂检查-17-3.3.6施工阶段的应力检查

3、-17-3.3.7在拉伸区域中检查预应力钢筋的拉伸应力-18-3.3.8正常截面压力应力检查-18-3.3.9斜截面压力应力检查-18-一桥概述1.1主要设计指标这座桥是一级公路上一个(25米35米25米)钢筋混凝土等截面连续梁桥，横桥采用12.5米宽和2柱框架桥墩，承台采用钻孔桩基。1)桥梁设计基准期限100年；2)结构设计安全水平，a类组件；3)水平布局：双桥，双向四车道；4)桥梁总宽度：0.5m(外侧扶手)11.5m(车道)0.5m(内侧扶手)0.4m(中央分隔带)0.5m(内侧扶手)11.5m(车道)0.5m(外侧扶手)5)设计洪水频率：1/300，设计流：7150 m3/s；6)设计

4、恒荷载：钢结构容重78.5 kn/m3；钢筋混凝土容重26 kn/m3；混凝土路面和沥青混凝土路面容重24 kn/m3；7)可变负载：汽车载荷：道路-车道载荷的均布载荷标准值kn/m；车道载荷集中载荷标准值，KN，计算车道载荷中的剪切效果时的系数1.2，KN；汽车冲击：根据公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)取值。1.2相关计算参数该桥使用的是后张法预应力施工，结构检查考虑了施工和使用阶段的预应力损失，以及预应力、温度、混凝土收缩和徐变对结构的影响。相关计算参数包括：1)第二阶段时间表：桥面铺装：0 . 111 . 524=27.6 kn/m；碰撞挡墙：0.32526=8.5 k

5、n/m；波形围栏：0.2526=6.6 kn/m；梁实体：4.41026=114.66 kn/m；2)每米局部偏差对预应力管道摩擦的影响系数：3)预应力钢筋和管壁的摩擦系数：4)钢筋松弛系数，级(低松弛)，5)锚变形和接缝压缩值： (单端)；6)混凝土收缩年龄3天，载荷年龄7天；7)考虑不均匀轴承沉降：侧跨6.25mm，中跨8.75mm；8)箱梁有效宽度为公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004第4.2.3条；9)垂直日光温差：c，c，垂直日光温差等于正温差乘以-0.5。10)年度最高气温：34；最低年温度：-23；施工温度为10 。整体温度温差：24；整体冷却温差

6、：-33；1.3相关设计标准1 1)公路工程技术标准(JTG B01-2003)；)；2 2)公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)；)；3 3)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)；)；4 4)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)；)；1.4一般结构和钢梁布置1.4.1一般结构C50混凝土、桥面混凝土铺装C50防水混凝土。轴抗压强度设计值为Mpa，轴抗拉强度设计值为Mpa，弹性系数为Mpa。桥梁结构的整体布局如图1-1和图1-2所示。图1-1侧跨距25m配置图图1-2中的35m配置图1.4.2钢梁布局预应力钢绞线的标准强度为Mpa，

7、张力控制应力为1395Mpa，弹性系数为Mpa。钢绞线通道使用预埋桥梁的塑料波纹管，波纹管的外径D=77mm。预应力筋和管壁摩擦系数、管局部偏差对摩擦的影响系数、预应力钢绞线松弛系数0.3。R235，使用HRB335等级的常规钢筋。R235拉伸，抗压强度设计值，均为195Mpa，弹性系数为Mpa。HRB335拉伸，抗压强度设计值，均为285Mpa，弹性系数Mpa。结构剖面配置和预应力钢梁配置如图1-3、1-4和1-5所示。图1-3面跨度25m钢梁布局图图1-4中的35m钢梁布局图图1-5角截面钢梁布局图1.5构造过程结构由拉支架结构组成，如图1-6所示。图1-6结构施工流程图2建模分析2.1模

8、型概述本章根据杆理论进行了整个桥梁的整体结构分析，构件类型为a型预应力构件。设计安全水平为1级，零部件制作方法为现浇。使用梁单位创建模型。其中光束单元共80个，节点97个，结构离散度如图2-1所示。图2-1全桥结构离散图结构的边界条件如图2-2所示，在实际支撑位置设置节点，然后将主梁节点和支撑顶部节点连接为“刚性连接”，然后将支撑节点向下复制20cm，这两者通过弹性连接模拟支撑，最后将支撑底部节点约束为固定支撑。图2-2结构边界条件图整个桥梁使用整个支架将现浇混凝土浇在支架上，保持固定强度后预应力钢筋张拉为止，最后进行桥面施工，具体施工步骤见表2-1。表2-1施工阶段No .周期(d)说明13

9、0倒入混凝土，拉伸钢梁。230倒入混凝土并拉伸钢梁。330桥面铺装施工、拆除支架；4365010年收缩和蠕变；2.2建模点2.2.1定义材料和截面模型材质和剖面属性材质定义了“C50”的混凝土材质、预应力钢梁材质，如图2-3中所示。在“模型材料”和“截面特性”截面中，分别定义结构的中间和支承截面，如图2-4所示。图2-3结构材料定义图图2-4截面定义图注意：要合并规范来设计PSC，定义截面时必须选择“设计截面”，并定义截面的“剪切截面检查位置”和“检查腹板厚度”。否则，将显示消息“PSC设计数据失败”。对于中间和支承截面特定参数，如图2-5所示，最后定义了支承-中间和中间-支承的可变截面，如图

10、2-6所示。图2-5中间和支承截面图图2-6支承-中-可变截面图2.2.2定义节点、单元和边界条件可以在程序中交互输入节点和单位，或使用“与Excel数据交换”功能建模。我们建议使用可以显着提高建模和分析效率的方法。复制Excel表中的节点坐标(显示在表2-2中)数据，然后将其粘贴到树菜单表节点中，以生成相应的节点，如图2-7所示。表2-2 Excel中的节点坐标表备注：汇入资料时，您必须保证两个单位的统一性。否则，导入后的计算将出错。从CAD汇入平面线型时，您可以打开抑制，在MIDAS Civil中将其显示为x-y平面，然后将其调整为x-z平面，方法是将节点-表格中的资料复制到Excel，交

11、换y和z座标，然后将修改后的座标贴回节点-表格。此外，使用表格功能定义负载、边界条件也很方便。图2-7模型的节点坐标连接节点1和节点81，设置单位，交叉分割，生成整个桥单元，给出相应的截面，最后根据支撑的位置创建支撑的空间节点，并定义相应的边界条件(参见图2-8)。图2-8节点单元和边界定义附注：在端梁和中间梁中，最好模拟旁边的母模仁剖面，而不模拟实体剖面，实体部分会被等效负载取代。如果替换为实体截面，则此处中性轴上存在大变化，反而会影响计算结果的读取，您可以参考公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004)中的4.2.6段。2.2.3定义依赖时间的材料属性在模型材料和

12、截面特性时间相关材料(蠕变/收缩)中，定义C50混凝土收缩蠕变特性，如图2-9所示。图2-9定义了混凝土收缩和徐变属性附注：定义收缩变形时，请小心不要错误地失去标签强度。对于C50混凝土定义，许多工程师经常输入5000KN/m2，以便在以后的计算中产生奇形怪状或警告等信息。此外，由于组件的理论厚度不同，因此在此处首先输入非零值，然后使用单元时间相关材料特性修改功能(如图2-10所示)重新计算组件的理论厚度。图2-10修正单元的组件理论厚度2.2.4静态荷载工况定义在负载静态负载情况下，定义负载情况类型，如图2-11所示。施工阶段载荷(CS)仅在分析施工阶段工作，不在桥梁形成阶段工作。为了避免在

13、自动荷载组合期间重复相同的荷载，建议将在营造阶段工作的荷载定义为营造阶段荷载(CS)。图2-11定义了静态荷载工况然后定义自重、二期、梁自重、温度和其他荷载工况，如设计模型中连续大梁中所述。注意：在模型中，定义整体提升报警截面温度时，建议为初始温度选择0c以避免错误。对于Midas Civil，混凝土重量为25KN/m3，要将其更改为26KN/m3，可以在自重条件下考虑-1.04的系数，如图2-12所示。图2-定义12字中条件2.2.5预应力载荷定义负载预应力负载钢梁唯一值定义钢梁唯一值，如图2-13所示。图2-13定义了钢梁的特征值注意：定义钢缆束特征值时，为了避免在导管直径方面出错，许多工

14、程师将导管直径定义为0.9m，从而导致计算中出现模糊，检查对计算者的误导、边界条件，并注意不到钢缆束特征值问题。负载预应力负载钢梁配置造型中，首先定义中间腹板钢梁，然后根据钢梁线型选取线，以输入座标资料。然后，定义边腹板的钢束，如图2-14所示，使用相同的方法定义边跨腹板钢束，以执行左右复制。注：定义钢梁造型时，没有应力的现场长度在国外相关规范中说明，根据中国规范进行分析时无需定义。图2-14钢束形状定义荷载预应力荷载钢梁预应力表值如图2-15所示，对结构中跨钢梁使用两端张力，对横向跨钢梁使用连接、单端张力，对抗拉控制应力为1395MPa的钢梁定义抗拉控制应力。图2-15定义了钢梁张力控制应力

15、图2-16钢梁张力控制应力表2.2.6定义移动负载在“指定载荷移动载荷分析数据移动载荷”下，选择中国移动载荷规范，如图2-17所示。图2-17选择移动负载规格在负荷行程负荷分析数据车道中，定义行程负荷车道，如图2-18所示。图2-18行程负载车道定义注意事项：定义车道时，对于单一梁模型，请使用车道单位方法定义车道。对于梁轴网模型，建议使用“侧连接梁”方法定义车道。如果采用新的模式进行检查，“跨度”将整个桥梁作为最不利的跨度，可能没有定义“跨度的起点”。“跨度”具有两种影响，用于确定车道载荷集的载荷大小。移动载荷的纵向减小系数大小也确定。在负载移动负载分析数据车辆中定义标准车辆负载，如图2-19所示。图2-19移动载荷标准车辆定义荷载移动荷载分析资料移动荷载情况下，定义移动荷载情况，如图2-20所示。图2-20定义了移动荷载工况定义移动荷载工况时，如果只有一个荷载子条件，选择“组合”或“单独”对结果没有影响，只有存在两个子条件时才会有差异。在Midas Civil中，无需定义横断面分布系数，因为结构是空间分析，车道定义为实际车道线。如果您要在程式中使用横向分布系数演算法，可以在子负载情况下定义系数以解决此问题。对于多车道横断面减少系数，程序根据指定要求提供默认值，在特殊情况下，可以手动修改横断面减少系数以满足计