midas分析弯桥的一点经验总结
迈达斯斜桥与弯桥分析
斜桥与弯桥分析北京迈达斯技术有限公司2007年8月目录1. 斜桥 (1)1.1 概述 (1)1.2 斜交桥梁的受力特点 (1)1.3 建模方法 (2)2. 弯桥 (3)2.1 概述 (3)2.2 弯桥的受力特点 (3)2.3 建模方法 (4)2.4 弯桥建模例题 (5)1. 斜桥1.1 概述桥梁设计中，会因为桥位、线型的因素，而需要将桥梁做成斜交桥。
斜交桥受力性能较复杂，与正交桥有很大差别。
平面结构计算软件无法对其进行精确的分析，限制了此类结构桥型的应用。
1.2 斜交桥梁的受力特点a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处出现较小的反力，还可能出现翘起；（图1.2.1）b) 出现很大的扭矩；（图1.2.2）c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。
（图1.2.3 ~ 图1.2.4）图1.2.1 斜交空心板桥支点反力图1.2.2 斜交空心板桥扭矩图图1.2.3 正、斜交板桥自重弯矩图（板单元）图1.2.4 正、斜交空心板桥自重弯矩图（梁格单元）这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的关系，斜交角度越大，上述效应就越大。
一般来说斜交角度小于20度时，对于简支斜交桥的上述影响可以忽略。
如果斜交角度超过20度就必须考虑上述效应的影响。
设计人员还应根据实际情况，找出适当的处理方案。
1.3 建模方法对斜交桥梁多用梁格法建立模型。
可用斜交梁格或正交梁格来建模。
对于斜交角度小于20度时，使用斜交梁格是非常方便的。
但是对于大角度的斜交桥，根据它的荷载传递特性，建议选用正交梁格，而且配筋时也尽量沿正交方向配筋。
图1.3.1 斜交梁格与正交梁格2. 弯桥2.1 概述目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加，应用已非常普遍。
尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。
目前出现了很多小半径的曲线梁桥，特别是匝道桥梁更是如此。
此类桥梁具有斜、弯、坡、异形等特点，给桥梁的线型设计和构造处理带来很大困难。
2.2 弯桥的受力特点a) 弯桥在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互相影响，使梁截面处于弯扭共同作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多（图2.2.1）；图2.2.1 弯桥弯矩与扭矩b) 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩（图2.2.2）；图2.2.2 横向弯矩c) 由于弯扭耦合，弯桥的变形比同样跨径直线桥要大，外边缘的挠度大于内边缘的挠度，而且曲率半径越小、桥越宽，这一趋势越明显。
MIDAS／Civil技术培训-斜桥与弯桥
问题一
斜桥和弯桥在设计中有哪些 特殊考虑？
解答
问题二
斜桥和弯桥设计需考虑地形、 地质、水文等因素，进行结 构分析和优化，确保桥梁安 全性和稳定性。
在施工过程中如何保证斜桥 和弯桥的质量？
解答
施工过程中需严格控制材料 质量、加强现场监管、进行 质量检测和验收等环节，确 保施工质量符合要求。
经验分享和互动交流环节
边界条件设置
在弯桥模型中，需要根据实际情况设置边 界条件。例如，对于简支梁桥，可以在桥 墩处设置固结边界条件；对于连续梁桥， 可以在桥墩处设置弹性支撑边界条件。
荷载施加方法
在弯桥模型中，需要根据设计资料施加荷 载。例如，可以施加均布荷载、集中荷载 、移动荷载等。同时，需要考虑荷载的组 合和工况，以确保模型的准确性。
05
结构分析结果解读与评估
位移、内力、应力等结果展示
位移结果
通过有限元分析，可以得到桥梁结构在荷载作用下的位移分布情况，包括竖向位移、横向 位移和纵向位移等。这些位移结果可以帮助工程师判断结构刚度是否满足要求。
内力结果
内力分析是桥梁结构设计的核心环节之一，通过有限元分析可以得到桥梁结构在荷载作用 下的内力分布情况，包括弯矩、剪力、轴力等。这些内力结果可以为桥梁结构的安全性和 稳定性评估提供依据。
内力异常
可能原因包括荷载施加不准确、截面特性输入错误等，处理措施可 以包括重新校核荷载、修正截面特性等。
应力异常
可能原因包括材料特性不准确、网格划分不精细等，处理措施可以 包括重新校核材料特性、加密网格划分等。
结构优化建议提供
01
结构形式优化
针对不同类型的桥梁结构，可以采用不同的结构形式进行优化设计，例
应力结果
Midas 使用经验
从04年工作后开始学习midas,将所作的计算挑选10个典型,由简入难做一简单总结.附图,因涉及实际设计图纸,模型未附上,仅介绍一下思路和注意事项即自己曾走的弯路。
一、钢筋混凝土弯桥:刚工作后接触的第一个计算:4*20半径70m。
用gqjs直线桥、midas空间梁单元弯桥、桥博梁格法分别建模计算。
midas思路:当时做法excel中计算节点坐标，pl导入cad，dxf导入midas。
注意局部坐标系的建立,支座与主梁采用刚性连接。
仅与其他软件比较弯矩内力和支反力,未考虑支座预偏心。
二、3-30滑模施工:为与桥博作比较，截面顶面中心对齐，建模节点与梁底节点加刚性连接。
顺便做了模态分析，基频计算与规范理论计算差不多。
通过有效宽度系数考虑应力验算的有效宽度。
注意梯度温差中B的取值、支座沉降组沉降的正负、施工阶段分析中的单元组、混凝土龄期、边界组取变形后、psc设计注意施工阶段用的荷载定义为施工阶段荷载。
荷载组合中预应力乘以0.8需要手动修改,，但是psc设计用的混凝土设计中的组合系数不用修改,程序自动考虑。
当时对两个程序预应力损失的计算逐项做了一下对比，两者基本吻合。
第四项损失midas 未考虑逐根张拉。
我是在施工阶段中将预应力分组在子阶段分批张拉。
三、横向预应力:等效荷载我是定义为用户定义荷载；自动生成组合后用包络再与用户定义荷载组合。
注意1.单向张拉钢束特征值的数据；2.长期组合中仅考虑恒活载，其余可不计。
附：1.根部弯矩一般比计算值大0.15-0.3，可参考城市规范，自己酌情考虑。
2.规范中冲击系数为1.3，有疑问，一般为0.3吧，布置是否笔误。
取1.3的话，承载能力要求太高了。
四、下部结构的联合计算：1）m法对节点采用节点弹性支撑系数的计算。
2）支座刚度的计算，在墩顶考虑支座加了约束3）截面特征系数的调整：0.67或0.85。
五.小箱梁上下部联合计算：验算小箱梁预应力，计算盖梁与qlt简支计算结果作比较，结论桥梁通简支计算偏不安全。
关于MIDAS里面曲线桥支座模拟
向各位达人请教，我在计算曲线桥时，当模拟横向支座（大于2个）时，采用弹性连接里面的刚性连接（支座点于主梁连接）。
算出来的支反力。
有时不能让人信服，请问大家都是怎么模拟的？这里我只说说双支座的模拟，3支座以此类推：1.不模拟支座的实际高度时－虚拟刚臂法：在实际支座位置建立两个节点，把这两个节点与对应梁上的节点分别连接，建立两个虚拟单元。
虚拟单元的材料容重设为零，弹性模量建议取值10e5~10e10。
然后对所建立的两个节点进行“一般支承”或“节点弹性支承”约束，其中后者可以模拟实际支座的刚度。
2.模拟支座的实际高度时-弹性连接法：在实际支座位置建立两个节点，节点与主梁建模点进行“刚性连接”，主节点为主梁建模点。
将这两个节点向下复制，距离为支座高度＋梁高（梁截面以顶对齐时），复制生成的点与对应的点用“弹性连接”进行连接，相应的刚度参考支座厂家的产品介绍。
然后对所复制的节点用“一般支承”进行固结，即约束各个方向的转角和位移。
当然如果不用模拟支座的实际刚度时，相应的刚度可取大值，建议取值范围为10e5~10e10。
楼上的概括的很全面，一般单、两个支座时用第一种方法，多支座时就得用第二种方法了。
以下是MIDAS官方的资料，弯桥支座一般这样模拟：i. 单、双支座模拟。
在实际支座位置建立节点，定义该节点的节点局部坐标，保证约束方向与曲梁的切向或径向一致，利用弹性连接（刚性）连接支座节点与主梁节点，然后利用一般支承来定义支座节点的约束条件。
ii. 多支座模拟。
对于多支座的情况利用单、双支座的方法会导致反力结果误差较大。
因弹性连接（刚性）在程序中是一种刚度较大的梁单元，传递荷载时，也会发生微小变形，与平截面假定不符。
此时，应在实际支座的顶、底位置分别建立节点，支座底部节点采用一般支承约束（约束D-ALL），利用弹性连接（一般）来模拟支座（输入支座刚度），支座顶节点和主梁节点通过刚性连接来连接。
个人认为这样与实际情况也不见得相符合，我们以前做过一个单箱三室的箱梁，四个腹板下面分别放支座，采用刚臂连接的方法（主梁（单梁模型）与下方实际位置的四个支座采用弹性连接里面的刚接），结果位于中间的两个支座的反力相比于两边的支座非常的大，约为两侧支座的20倍左右。
基于MIDAS_CIVIL的连续弯桥梁格法计算分析
基于MIDAS/CIVIL的连续弯桥梁格法计算分析发布时间：2021-06-09T07:20:04.992Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年6期作者：祝宇瑶[导读] 采用MIDAS/CIVIL有限元软件，建立了一座两跨连续梁模型，跨径均为50m，基于梁格法原理建立模型，讨论在恒载作用下，不同曲率半径对曲梁的变形、内力影响。
对在工程应用中，为减小弯桥弯扭耦合的影响提出合理化建议重庆交通大学重庆市 400000摘要：采用MIDAS/CIVIL有限元软件，建立了一座两跨连续梁模型，跨径均为50m，基于梁格法原理建立模型，讨论在恒载作用下，不同曲率半径对曲梁的变形、内力影响。
对在工程应用中，为减小弯桥弯扭耦合的影响提出合理化建议。
关键词：弯箱梁桥；弯扭耦合；梁格法；有限元1、引言中国社会发展至今，国家对路网覆盖范围不断增大，在此之间必然会限于地形、地貌，或出于路线整体线性连续性和城市美化等因素而考虑搭建曲线线性的梁桥。
且现阶段的曲线梁桥因其能较为完美地达到设计和使用要求而日益得到广泛应用（如天津中山门桥、北京四元桥、上海莘庄立交桥等）。
2、弯箱梁桥的弯扭耦合作用及其影响因素曲线梁桥区别于直线桥梁，在发生竖向弯曲时，由于曲率的影响，必然产生扭转，而这种扭转又将导致梁的挠曲变形，这种特有的受力现象被称为弯扭耦合作用。
人类研究曲梁过程中发现，影响曲梁弯扭耦合效应的因素最为关键的参数是：圆心角、桥宽与曲率半径之比、弯扭刚度比等。
1）圆心角。
主梁的弯曲程度是影响弯桥受力特性最主要的因素，它是跨长与半径的比值，反映了与跨径有关的相对弯曲关系。
如果桥梁跨长一定，主梁圆心角的大小就代表了梁的曲率。
圆心角越大，曲率半径就越小，所显示的曲线梁桥的受力特点就越明显。
2）桥梁宽度与曲率半径之比。
偏心布置在桥面上的汽车荷载将产生扭矩，由于弯扭耦合作用又将产生弯矩。
偏心荷载对曲线梁桥的内力有较大影响，因此在进行曲线梁桥计算时，除了考虑圆心角外，还应充分考虑桥梁宽度的因素。
midas civil心得
midas civil心得《midas civil 心得》作为一名结构工程领域的从业者，midas civil 这款软件在我的工作中扮演了至关重要的角色。
在长期使用它进行结构分析与设计的过程中，我积累了不少宝贵的经验和心得，在此想与大家分享。
midas civil 是一款功能强大且全面的有限元分析软件，它涵盖了从桥梁到建筑，从地下结构到塔架等各种结构类型的分析和设计。
刚接触这款软件时，我被它丰富的功能和复杂的操作界面所震撼。
但随着不断的学习和实践，我逐渐掌握了它的核心功能和操作技巧。
在使用 midas civil 进行建模的过程中，准确地定义结构的几何形状和边界条件是至关重要的。
这需要我们对实际结构有清晰的理解，并能够将其准确地转化为软件中的模型。
比如在建立桥梁模型时，需要精确地描绘主梁、桥墩、桥台等构件的形状和尺寸，同时合理设置支座的约束条件。
一个小的错误或疏忽都可能导致分析结果的巨大偏差。
材料属性的定义也是不容忽视的环节。
不同的材料具有不同的力学性能，如弹性模量、泊松比、密度等。
我们必须根据实际使用的材料，准确地输入这些参数。
否则，计算结果将无法真实反映结构的受力情况。
荷载的施加是另一个关键步骤。
无论是恒载、活载还是风载、地震作用等，都需要根据相关规范和实际情况进行准确的计算和施加。
比如在桥梁设计中，车辆荷载的布置方式和大小需要严格按照交通流量和车辆类型进行确定。
在进行结构分析时，midas civil 提供了多种分析方法，如线性分析、非线性分析、动力分析等。
选择合适的分析方法对于获得准确的结果至关重要。
例如，对于大跨度桥梁或复杂的高层建筑，考虑几何非线性和材料非线性的影响可能是必要的。
在查看分析结果时，需要有敏锐的判断力和丰富的经验。
要能够从众多的数据和图表中提取出关键信息，判断结构的安全性和合理性。
比如，通过查看构件的内力、位移、应力等结果，判断是否存在超筋、裂缝过大等问题。
在实际工程中，我曾遇到过一个复杂的高层建筑结构设计项目。
MIDAS弯桥受力分析
图(11)
模型 1 在结构自重荷载作用下截面外侧上缘处应力图 （尺寸单位： kPa ）
图(12)
模型 1 在结构自重荷载作用下截面内侧上缘处应力图 （尺寸单位： kPa ）
从图（11）至图（12）可以看出，弯桥在结构自重荷载作用下，由于扭矩的产生， 使梁的外侧上缘应力绝对值大于内侧上缘应力，即弯桥在对称荷载作用下使应力不均 匀。
3)模型
用 Midas/Civil 软件建立模型，模型参数如下： 模型 1：曲率半径为 90m ，圆心角为 100° ，采用 60m + 47 m + 60m 等截面箱形梁； 模型 2：曲率半径为 50m ，圆心角为 100° ，采用 40m + 45m + 40m 等截面箱形梁； 模型 3：直桥，采用 40m + 45m + 40m 等截面箱形梁。 由于弯桥在对称荷载作用下也产生扭矩，为了保护桥台，故在桥的端部高置抗扭支 座—三支座，中间采用单支座。支座采如下模拟方法： 边界条件对结构受力有很大的影响，单、双支座模拟。在实际支座位置建立节点， 定义该节点的节点局部坐标，保证 约束方向与曲梁的切向或径向一致，利用弹性连接 （刚性）连接支座节点与主梁节点，然后利用一般支承来定义支座节点的约束条件。 多支座模拟。对于多支座的情况利用单、双支座的方法会导致反力结果误差较大。 因弹性连接（刚性）在程序中是一种刚度较大的梁单元，传递荷载时，也会发生微小变
9.8 ×102 kN ( 1.0 ×103 kN ),外侧支座反力为 2.1× 103 kN ( 1.2 ×103 kN );
② 模 型 2 中 内 侧 支 座 反 力 为 1.7 ×102 kN ( −4.6 ×102 kN ) ， 中 间 支 座 反 力 为
(整理)MIDAS计算弯桥及汽车荷载方法.
MIDAS计算弯桥及汽车荷载方法对于弯桥，可以把它简化为单根曲梁、平面梁格计算，也可以用实体单元、板单元计算。
单根曲梁模型。
优点：简单，缺点：几乎所有类型的梁单元都有刚性截面假定、因而不能考虑桥梁横截面的畸变，总体精度较低。
梁格法。
优点：可以直接输出各主梁的内力，便于利用规范进行强度验算，整体精度能满足设计要求。
缺点：它对原结构进行了面目全非的简化，大量几何参数要预先计算准备，如果由计算者手工准备，不仅工作量大，而且人为偏差较难避免。
实体单元、板单元模型。
优点：与实际模型最接近，不需要计算横截面的形心、剪力中心、翼板有效宽度，截面的畸变、翘曲自动考虑；缺点：输出的是梁横截面上若干点的应力，不能直接用于强度计算；不能直接考虑预应力问题。
1 建模以直代曲，划分的单元越多，精度越高。
2 自重梁单元内外侧长度不等造成的扭矩，可通过施加偏心均布荷载或均布扭矩来调整。
3 汽车荷载计算依据规范，按静荷载修正的方法计算。
4 车道定义车道(板单元定义车道面)，车道的横向布置需由用户定义。
最好按偏载定义各车道位置，多车道的横向折减系数由程序自动计算。
程序不能自动考虑汽车荷载的纵向折减，当跨径大于150m时，用户应在定义移动荷载分析子荷载工况时，在系数中自行输入纵向折减系数。
5 注意a. 在定义车道中输入的跨度的用途有两个: 一个是程序根据输入的值按JTGD60-2004的4.3.1条自动选择公路-I级荷载Pk值、按4.3.5自动选择人群荷载标准值；二是用于计算冲击系数，当用户在分析>移动荷载分析控制中选择按输入的跨度计算冲击系数时，将按在定义车道时输入的跨度计算冲击。
b. 在定义车道时，选择跨度实始点的用途: 当用户在分析>移动荷载分析控制中选择按影响线加载长度计算冲击时，程序将根据跨度始点间的距离计算冲击。
6 连续梁桥的各跨跨度不同时，程序自动按在定义车道时输入的各跨跨度中最大值选用Pk值(偏于安全)。
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midas分析弯桥的一点经验总结
分析弯桥的一点经验总结(2007-05-24 21:23:31)
今天看了桥头堡的一个帖子感觉不错可以作为设计弯桥的借鉴。
关于MIDAS曲线桥双支座的模拟
用MIDAS建立了一个曲线桥的试验模型，模型所采用的材料是有机玻璃。
模型分析的目的是根据各种工况下不同支承布置方式的不同来验证曲线梁桥支承布置方式的不同对桥梁内力分布的影响。
实验基本资料见附图一。
首先我采取的是相关书籍都比较推崇的两端采用抗扭支座，而中间采用点铰支承。
我分别用MIDAS的梁单元以及板单元对该模型进行了模拟。
加载工况是在外腹板处加一个F=400N的力
其中，梁单元采取两种方式布置支座
1.截面下偏心，然后用弹性连接的刚性连接截面形心和沿桥横向即Y轴正负方向的两个节点，分别建立两个支左。
2.截面上偏心，先用刚性连接形心节点和其Y轴正负两侧的两个节点，然后用弹性连接中的刚性连接这两个节点和它们沿Z轴负向所对应的支左节点。
板单元则直接在支座相应的节点进行约束即可。
得出的分析结果梁单元的两种支座布置方式所得的支反力结果是相同的，均是曲桥内侧产生支座悬空现象出现拉力。
而它们跟板单元的支反
力却有很大的差别（最明显的地方是表现在梁两端的抗扭支座的数值上，方向还是大致一样的）
我自己分析结果的差别主要是因为对梁单元进行分析的时候，我所加的集中力进行了力的平移动，也就是把位于腹板处的集中力平移到了箱梁质心处，变为了一个集中力加一个力矩，力矩的值为F*E（腹板中心到截面中心的距离）。
但是我们知道曲线桥的实际的扭转中心并不是位于各截面形心的连线处的，所以我认为我的这个作用力的简化有问题。
因此板单元所得出的分析结果肯定是相对准确的，可是按理说这个小小的错误也不能导致支座反力会有如此大的差别啊。
请大家讨论下MIDAS梁单元双支座的模拟，应该还有更多的错误需要发现，请大家指教一二。
我发现了自己模拟支座时的错误。
原来我在用梁单元进行双支座模拟的时候，端部两侧的支座的间距跟用板单元分析的时候不一致，所以这就直接导致了结果的不同。
发上我重新修改支座后的反力结果。
结果基本吻合，板单元的反力结果还是准确些的。
我想梁单元反力的结果还是值得相信的，只是因为曲线桥的扭转中心跟各截面形心的连线是不重合的，而我的梁单元分析的时候却是始终以截面形心进行分析计算的。
因此会产生误差。
不过误差应该在允许范围之内。
下图是梁单元修正支座间距后的反力结果。
可以跟板单元的反力结果做比较
结果分析
在分析过程中，通过自己所犯的这个小错误我进一步认识到曲线桥支座设置的一个重要原则
那就是增大抗扭支座的间距能很好的改善支座反力的值。
从第一个错误的梁单元模型分析结果来看，我的支座的间距为14cm多而第三个也就是我修正距离后的梁单元模型中，我的支座的间距调整到30cm，近乎扩大了一倍。
从结果来看，第一个模型支反力为：外侧125.3 ，内侧-177.8
而第三个模型支反力为：外侧51.2，内侧-103.9
单位都是N
从反力结果来看，明显支座间距增大带来的是反力的减小。
这就给曲线桥支座的设计提供了一个指导，那就是尽量加大端横隔梁的尺寸以便加大端部两抗扭支座的间距进而能够改善曲桥的反力结果。
而从分析结果对比来看，支座间距的调整对于全梁的内力没有太大的影响，比如扭矩的变化就在0.2N左右。
因此增大端支左间距只能改善结构的反力特性，而改变不了内力特性。
而若想改变曲桥内力特性应该在跨中独柱墩处设置预偏心。
我待会琢磨下预偏心，然后把分析的结果发上来以供大家进行讨论。
进行了预偏心结果的对比
分两个工况1.偏心集中力2.自重
首先
对于第1种工况分三中情况分析结果
1.外侧偏心5cm
2.外侧偏心2.5cm
3.不设置偏心
（偏心指针对中点铰支座进行向外侧的预偏移）
得出的分析结果，从偏心5cm到不设置偏心，400N偏心集中力作用下梁端的扭矩值分别为-1270.6，-1802.4，-2368.2（单位为N.cm)
从结果可以明显看出预偏心的设置使梁端扭矩值明显下降。
其次
分析三种情况下第2种工况即自重作用下的反力结果
可以惨见下图
根据结果进行分析，不难得出以下结论。
当设置偏心为2.5cm的时候，自重作用下梁端双支座的反力大致相等。
而偏心5cm的时候会使外侧支座的反力接近负值，也就是有出现拉力的可能性。
所以对预偏心的设置一定要在一个合理的范围之内。