三跨铁路连续梁桥MIDAS建模.docx
目录
0前言 (1)
1概述 (1)
1.1桥梁设计概况 (1)
1.2设计荷载 (1)
1.3 施工方案 (2)
2计算分析的一般步骤 (3)
3参数定义——材料和截面 (3)
3.1材料 (3)
3.2截面 (4)
3.3变截面设置 (9)
3.4时间依存材料特性（砼收缩徐变参数） (10)
4节点单元建立 (11)
4.1建立基点 (11)
4.2扩展生成单元 (12)
4.3修改节点坐标 (13)
4.4修改截面 (13)
4.5设置变截面组 (14)
5修改单元依存材料特性 (15)
6修改截面有效宽度 (15)
7结构组、边界组、荷载组的定义及输入 (17)
7.1结构组 (17)
7.2边界组 (20)
7.3荷载组定义 (22)
8施工阶段定义及建立 (22)
9荷载工况定义及荷载输入 (27)
9.1荷载工况定义 (27)
9.2荷载输入 (27)
9.3预应力荷载及预应力钢束输入 (31)
9.4系统温度荷载 (39)
9.5温度梯度荷载 (39)
10移动荷载 (40)
11支座沉降 (44)
12荷载组合及 SPC截面设计 (44)
13 PSC截面设计 (46)
14计算结果查看 (47)
0前言
为了让学生更好的理解和应用MIDAS 作本年度的桥梁工程毕业设计，特制作了《MIDAS初步应用》、《（ 60+100+60）m 三跨高铁路连续梁桥 MIDAS实例建模》以及《桥梁博士初步应用》、《（ 60+100+60） m 三跨高铁路连续梁桥桥梁博士实例建模》本文件配合相应的视频文件使用。本套文件仅供桥梁工程毕业设计学生学习参考，模型
中也并未完全按设计要求进行考虑。文件中错误再所难免，敬请批评指正。
1概述
1.1 桥梁设计概况
本桥为（ 60+100+60）m 三跨预应力混凝土连续梁铁路桥（见图 1-1）。主梁为单箱单室结构，梁宽 12.2m，桥梁采用挂篮悬臂灌注法施工。通过本例题重点介绍 Midas/Civil
软件的连续梁悬臂施工阶段仿真模拟。
设计技术标准：
铁路等级： I 级，客运专线
桥上线路：双线，线间距 4.8m
设计行车速度： 250km/h
设计荷载： ZK荷载
轨道结构： CRTS— I 型板式无碴轨道
60m100m60m
图 1-1 全桥立面布置图
1.2 设计荷载
（一）恒载
结构自重：钢筋混凝土结构按26.5kN/m3。
二期恒载：桥面二期恒载按110kN/m,包括钢轨、扣件、枕木、道碴等线路设备重，
1
以及防水层、人行道栏杆、人行道遮板、挡碴墙、电缆槽盖板及竖墙等附属设施重量。
预应力及其次内力。
混凝土收缩和徐变的影响：环境条件按野外一般条件计算，相对湿度取70％。（二）活载
列车竖向静活载： ZK活载，双线按 100％计。
竖向动力系数：按《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009）， ZK标准活载作用下，活载动力系数按下式计算：
＝ 1+ 1.44
1 + μ- 0.18
L ? - 0.2
式中 L?加载长度（m），按n跨连续梁时取平均跨度乘以下列系数:
n=2 1.2
n=3 1.3
n=4 1.4
n=5 1.5
当计算 L?小于最大跨度时，取最大跨度。
（三）附加力
（1）风力：按《铁路桥涵设计基本规范》 TB10002.1-2005）计算（本次设计不考虑
风荷载）；
（2）温度：按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（ TB10002.3-2005）办理，体系温差为 +20℃和 -20 ℃，顶板日照温差 10℃按指数函数分布考虑，顶板升温按
- ay
指数加载，依据公式T y= T01e计算，其中T
01取10℃(沿梁高单线加载)，a=5。
（3）制动力或牵引力：按列车竖向静活载的10%计，双线采用一线制动力或牵引力。（四）施工荷载
挂篮重量（含模板）按750kN 计。
1.3 施工方案
最长节段长为4m，节段重量大。由于本桥为长联多跨结构，本桥先将2 个边跨合龙，然后合龙中跨，合龙段利用挂篮吊架施工。
主梁施工流程为：墩梁固结→悬臂施工→形成 T 构→双边跨满堂支架现浇→双边跨
合龙→中合龙→形成连续梁结构的过程。
2
2计算分析的一般步骤
图2-1 MIDAS 分析一般步骤
3参数定义——材料和截面
3.1 材料
主梁砼采用 C55，预应力钢绞线采用1860 级。
从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 特性值 > 材料
图 3-1 砼材料
3
选择 TB05(RC)—《TB10002.3-2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》
图 3-2 预应力材料
3.2 截面
梁截面主要有“中支点截面”和“跨中标准梁截面”，这两种截面基本也可以模拟全
桥。“梁端截面”设有横隔板底板、顶板、腹板加厚，“中支点截面”实际也设有横
隔板底板、顶板、腹板加厚。因此本桥截面变化节点号分别为 1#（梁端）、 17#、18#（中支点）、 36#（跨中）。见图 3-3。
但就本次毕业设计而言，为简单起见，可以只考虑两种截面“中支点截面”和“跨
中标准梁截面”。
图 3-3 截面变化分段
4
从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 特性值 > 截面 >设计截面
图 3-4 跨中标准截面输入（单位：cm）
注： 1、截面输入时应设置相应的单位。
2、注意修改偏心。
图 3-5 跨中标准截面尺寸（单位：cm）
5
图 3-6 梁端截面输入（单位：cm）
图3-7 梁端截面尺寸（单位： cm）
注：第一个截面输入后，再添加下一个截面时，可以在上一截面尺寸的基础上进行修改有些尺寸可
以不需要再次输入。
6
图 3-8 17# 截面输入（单位：cm）
图 3-9 17# 截面尺寸（单位：cm）
7
图3-10 18# 截面输入（单位： cm）
图 3-11 18# 截面尺寸（单位：cm）
8
3.3 变截面设置
本桥截面变化处主要有2#-3#， 6#-17#， 17#-18#，18#-17#（对应中跨 22#-23#），17#-6#（对应中跨 23#-34#）， 3#-2#（对应边跨 69#-70#）。
从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 特性值 > 截面 >变截面
在尺寸— I 导入“梁
端截面”，在J 导入
“跨中截面”；
Y 轴 (即横向 )变化为
一次方程；
Z 轴（即梁高方向）
按二次方程。
图3-12 2-3# 变截面设置
相应其他几个变截面设置如下：
6#-17#，I 端为“跨中截面”， J 端为“ 17#截面”
17#-18#， I 端为“ 17#截面”， J 端为“ 18#截面” 18#-17#（对应中跨
22#-23#）， I 端为“ 18#截面”， J 端为“ 17#截面”
17#-6#（对应中跨 23#-34#）， I 端为“ 17#截面”，J 端为“跨中截面”
3#-2#（对应边跨 69#-70#）， I 端为“跨中截面”， J 端为“梁端截面”
9
3.4 时间依存材料特性（砼收缩徐变参数）
这里采用《公路桥梁规范》的参数设置，如图 3-13。而中国规范未对强度随时间的变化进行规定，因此可不输入“时间依存材料（抗压强度）”。
从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 特性值 > 时间依存材料 ( 徐变 / 收缩 )
收缩徐变特性与构
件理论厚直接相关，
此处随意输入值，待
单元建立后再统一
进行自动计算修改。
见“ 5 修改单元依存
材料特性”。
图 3-13收缩徐变参数设置（单位：mm ， N）
图 3-14时间依存材料连接
10
4节点单元建立
可以按实际的节点坐标和单元长度逐一每个节点和单元，建立全桥模型。也可以先
生成模型的所有节点和单元，然后修改节点坐标，从而建立全桥模型。本桥节点和单元
的划分如图 4-1 所示。全桥共 71 个节点， 70 个单元。
图 4-1节点、单元划分（仅示半桥，单位：cm）
4.1 建立基点
从树形菜单的菜单表单中选择模型> 节点 > 建立
图4-1 建立 1#点
注：节点坐标可以任意，后面再进行修改。
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4.2 扩展生成单元
先利用生成的 1#节点扩展生成 70 个单元，这里截面可以任意，以后可改，复制次
数为 70 次。
从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 单元 > 扩展
图 4-2扩展单元
此时生成的单元是等间距，截面均是一样的。利用三维查看，见图4-3。
图 4-3生成的单元
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4.3 修改节点坐标
按照图 4-1 节点划分方式，先利用 EXCEL生成各节点的坐标值；选择所有节点，并打开“节点表格”，将 EXCEL表中的坐标值复制到节点表格中。见图 4-4、4-5。
从主菜单中选择模型 >节点>节点表格...。
或，从树形菜单的表格表单中选择表格 > 结构表格 > 节点
图 4-4修改节点坐标前图4-5修改节点坐标后
4.4 修改截面
采用拖放功能修改相应单元截面。
选中单元6-16# ，展开树形菜单>工作 >截面，鼠标左键按住“6-17”变截面拖放到模型窗口，则
就将 6-16#单元修改为变截面“6-17”。修改后截面见图4-6 所示。
图 4-6修改6-16#单元截面后模型示意
按上述方法修改：
2#单元截面为“2-3”；
17#、 49#单元截面为“ 17-18 ”；
18-21# 、 50-53#单元截面为“18#截面”；
38-48# 单元截面为“ 6-17”
38-48# 单元截面为“ 6-17”
23-33# 、 55-65#单元截面为“17-6”；
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69#单元截面为“3-2”。
修改完成后截面全桥模型如图4-7 所示，此时为锯齿状。
图 4-7修改单元截面后模型示意
4.5 设置变截面组
从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 特性值 > 变截面组
注：变截面组的对称平面选择“ I”注：变截面组的对称平面选择“ J”
图 4-8变截面组设置输入
14
图 4-9 结构单元模型示意
5修改单元依存材料特性
在3.4 中输入混凝土收缩徐变特性时，输入构件理论厚度均为 100mm，全桥单元模
型建立完成后，必须重新按每个截面实际尺寸计算理论厚度。
从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 特性值 > 修改单元依存材料特性
图 5-1 理论厚度修改图5-2修改后各单元理论厚度表
6修改截面有效宽度
由于箱形截面或 T形截面有剪力滞效应，因此在计算应力时必须考虑截面有效宽度。有效宽度可以直接输入，也可以利用程序中“PSC桥梁信息”按公路桥规进行计算。
公路和铁路桥梁对有效宽度的计算有区别，请参照《公路桥规 (JTG D62-2004)》和《高速铁路设计规范（试行） TB_10621-2009》。在此处，为简便起见按公路桥规计算。本次毕业设计对此不做硬性要求。
第一步：从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 结构建模助手> PSC桥梁 > 跨度信息
第二步：从树形菜单的菜单表单中选择模型 > 结构建模助手> PSC桥梁 > 有效宽度
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图 6-1 跨度信息输入图6-2有效宽度计算
有效宽度计算后可以查看各单元有效宽度值，见图6-3。
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图 6-3 单元有效宽度
7结构组、边界组、荷载组的定义及输入
为了进行施工阶段分析，将在各施工阶段 (construction stage)所要激活或者钝化的单
元、边界条件、荷载定义为组，并利用组来定义施工阶段。凡是需要在施工阶段施加或
钝化的荷载、边界条件、单元都必须定义为组；而在成桥运营阶段施加的荷载则不需要
定义组，按“荷载工况”定义由程序自动计算。
7.1 结构组
在树形菜单的菜单表单中选择模型 > 组 > 定义结构组
将在同一施工阶段添加的单元集合成一个组，如0#块的“ 17to22 49to54”，两个 T 构的 1 号块“ 16 23 48 55”等，也可以把一个T 构的 1 号块两个单元集成为一个组。
图 7-1 结构组定义
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可以在树形菜单的组表单中，点击右键，在弹出的关联菜单选择相应的命令操作。首
先使用选择功能选择相应的节点和单元，然后用鼠标选择相应的结构组，将其拖
放到模型窗口内，则选择的节点和单元将被分配到相应的结构组中。
例: 0# [节点数 =14 ；单元书纸 =12]表示 0#组中有 14 个节点和 12 个单元，先选择“ 17to23 49to55”节点和“17to22 49to54”单元，然后拖放到模型窗口内即可。
拖放
图 7-2 结构组单元分配
或者采用 MCT 命令直接输入，先分配好“0#”组和“悬臂 1”组的单元，然后导出MCT 文件，在文件中查找“悬臂1”即可找到相应的数据输入格式。
*GROUP ;Group
; NAME, NODE_LIST, ELEM_LIST
0#,17to23 49to55, 17to22 49to54
悬臂 1, 16 24 48 56, 16 23 48 55
前两行是“ MCT 命令”，这是必须输入的。
“悬臂 1”是结构组名称，“ 16 24 48 56”为节点号，“ 16 23 48 55”为单元号。打开“ MCT 命令窗口”，按照上述格式修改相应组的节点号和单元号，输入完后点击，在信息窗口上将显示有无出错信息。具体操作见图7-2～7-5。
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三跨铁路连续梁桥MIDAS建模.docx
目录 0前言 (1) 1概述 (1) 1.1桥梁设计概况 (1) 1.2设计荷载 (1) 1.3 施工方案 (2) 2计算分析的一般步骤 (3) 3参数定义——材料和截面 (3) 3.1材料 (3) 3.2截面 (4) 3.3变截面设置 (9) 3.4时间依存材料特性（砼收缩徐变参数） (10) 4节点单元建立 (11) 4.1建立基点 (11) 4.2扩展生成单元 (12) 4.3修改节点坐标 (13) 4.4修改截面 (13) 4.5设置变截面组 (14) 5修改单元依存材料特性 (15) 6修改截面有效宽度 (15) 7结构组、边界组、荷载组的定义及输入 (17) 7.1结构组 (17) 7.2边界组 (20) 7.3荷载组定义 (22) 8施工阶段定义及建立 (22) 9荷载工况定义及荷载输入 (27) 9.1荷载工况定义 (27) 9.2荷载输入 (27) 9.3预应力荷载及预应力钢束输入 (31) 9.4系统温度荷载 (39) 9.5温度梯度荷载 (39) 10移动荷载 (40) 11支座沉降 (44) 12荷载组合及 SPC截面设计 (44) 13 PSC截面设计 (46) 14计算结果查看 (47)
0前言 为了让学生更好的理解和应用MIDAS 作本年度的桥梁工程毕业设计，特制作了《MIDAS初步应用》、《（ 60+100+60）m 三跨高铁路连续梁桥 MIDAS实例建模》以及《桥梁博士初步应用》、《（ 60+100+60） m 三跨高铁路连续梁桥桥梁博士实例建模》本文件配合相应的视频文件使用。本套文件仅供桥梁工程毕业设计学生学习参考，模型 中也并未完全按设计要求进行考虑。文件中错误再所难免，敬请批评指正。 1概述 1.1 桥梁设计概况 本桥为（ 60+100+60）m 三跨预应力混凝土连续梁铁路桥（见图 1-1）。主梁为单箱单室结构，梁宽 12.2m，桥梁采用挂篮悬臂灌注法施工。通过本例题重点介绍 Midas/Civil 软件的连续梁悬臂施工阶段仿真模拟。 设计技术标准： 铁路等级： I 级，客运专线 桥上线路：双线，线间距 4.8m 设计行车速度： 250km/h 设计荷载： ZK荷载 轨道结构： CRTS— I 型板式无碴轨道 60m100m60m 图 1-1 全桥立面布置图 1.2 设计荷载 （一）恒载 结构自重：钢筋混凝土结构按26.5kN/m3。 二期恒载：桥面二期恒载按110kN/m,包括钢轨、扣件、枕木、道碴等线路设备重， 1
midas连续梁桥设计专题
目录 1 桥梁概况 .......................................................................................................................................................... - 1 - 1.1主要设计指标 .. (1) 1.2相关计算参数 (1) 1.3相关设计依据 (1) 1.4一般构造及钢束布置 (1) 1.4.1 一般构造 ........................................................................................................................................ - 1 - 1.4.2 钢束布置 ........................................................................................................................................ - 2 - 1.5施工过程 (4) 2 建模分析 ........................................................................................................................................................... - 6 - 2.1模型概述 . (6) 2.2建模要点 (6) 2.2.1 定义材料与截面 ............................................................................................................................ - 6 - 2.2.2 定义节点、单元及边界条件........................................................................................................ - 8 - 2.2.3 定义时间依存材料特性................................................................................................................ - 9 - 2.2.4 定义静力荷载工况 ........................................................................................................................ - 9 - 2.2.5 定义预应力荷载 .......................................................................................................................... - 10 - 2.2.6 定义移动荷载 .............................................................................................................................. - 12 - 2.2.7 定义支座沉降 .............................................................................................................................. - 13 - 2.2.8 定义施工阶段 .............................................................................................................................. - 14 - 2.2.9 定义结构质量 .............................................................................................................................. - 14 - 2.2.10 定义梁的有效宽度 .................................................................................................................... - 14 - 2.3分析控制定义 (15) 2.3.1 定义施工阶段分析控制.............................................................................................................. - 15 - 2.3.2 定义移动荷载分析控制.............................................................................................................. - 15 - 2.3.3 定义特征值分析控制 .................................................................................................................. - 16 - 2.3.4 定义主控数据 .............................................................................................................................. - 16 - 3 结合规范进行设计......................................................................................................................................... - 16 - 3.1定义荷载组合 (16) 3.2定义PSC设计 (17) 3.2.1 定义PSC设计参数 ........................................................................................................................ - 17 - 3.2.2 定义PSC设计材料 ........................................................................................................................ - 17 -
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析 第三章 MIDAS/CIVIL钢桁梁桥建模及分析 3.1概述易学易用能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计是MIDAS的独到之处。 MIDAS/Civil是针对土木结构特别是分析预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁 结构形式同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、 动力弹塑性分析。 本教程手把手教你如何使用MIDAS/Civil 以64m下承式铁路简支钢桁梁桥为例详细 介绍设定操作环境、建立模型、定制分析选项和查找计算结果的完整过程旨在引导初学者 快速熟悉和掌握MIDAS/Civil的基本操作和使用注意事项。本教程使用软件版本为2006 该教程在尽可能多的地方给出了菜单和工具栏两种操作为了适应不同习惯的读者 方式为 了使读者快速全面地掌握MIDAS的实际操作本教程对同样的操作功能在不同的地方给出 了尽可能多的实现方法如对不同选择方式的操作。
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MIDAS-连续梁桥建模
本文该过程就是将三垮桥得运营状态进行有限元分析,下面介绍了本人在对模型模拟得主要步骤,若中间出现得错误,请读者朋友们指出修改。 注:“,”表示下一个过程 “()”该过程中需做得内容 一.结构 1、单元及节点建立得主桁: 因为桥面具有一定纵坡,故将《桥跨布置》图得桥面线复制到《节段划分》图对应桥跨位置,然后进行单元划分,将该线段存入新得图层,以便下步导入,将文件保存为、dxf格式文件。 2、打开midas运行程序,将程序里得单位设置成《节段划分》图得单位,这里为cm。导入上步得、dxf文件。将节点表格中得z坐标与y坐标交换位置(midas中得z 与cad中得y对应)。结构建立完成。模型如图: 二.特性值 1、材料得定义:在特性里面定义C50得混凝土及Strand1860(添加预应力钢筋使用) 2、截面得赋予: 1)、在《截面尺寸》与《预应力束锚固》图里,做出截面轮廓文件,保存为、dxf 文件 2)、运行midas,工具,截面特性计算器,统一单位cm。导入上步得、dxf文件 先后运行generate,calculate property,保存文件为、sec文件,截面文件完成 3)运行midas,特性,截面,添加,psc,导入、sec文件。根据图例,将各项特性值填入;验算扭转厚度为截面腹板之与;剪切验算,勾选自动;偏心,中上部 4)变截面得添加:进入添加截面界面,变截面,对应单元导入i端与j端(i为左,j为右);偏心,中上部;命名(注:各个截面得截面号不能相同)
5)变截面赋予单元:进入模型窗口,将做好得变截面拖给对应得单元。 注:1、建模资料所给得《预应力束锚固图》得0-0与14-14截面与《节段划分》图有出入,这里采用《截面尺寸》做这两个截面,其余截面按照《预应力束锚固图》做 2、定义材料先定义混凝土,程序自动将C50赋予所建单元(C50就是定义得第一个材料,程序将自动赋予给所建单元) 三.边界条件 1、打开《断面》图,根据I、II断面可知,支座设置位置。根据途中所给数据,在模型窗口中建立支座节点(12点) 2、点击节点,输入对应坐标,建立12个支座节点 3、建立弹性连接:模型,边界条件,弹性连接,连接类型(刚性),两点(分别点击支座点与桥面节点) 共12个弹性连接 4、边界约束:中间桥墩,约束Dx,Dz;Dx,Dy,Dz;Dx,Dz, 两边桥墩,约束Rx,Dz;Rx,Dy,Dz;Rx,Dz 如表 四.添加预应力钢筋 1、定义钢束特性:打开《预应力筋布置及材料表》、《预应力束几何要素》。荷载,预应力荷载,钢束特性值,根据材料表中钢筋得规格及根数填入相关数据(松弛系数:0、3;导管直径:10cm) 2、钢束布置形状:荷载,预应力荷载,钢束布置形状,以T1为例: 1)打开《预应力束几何要素》,建立以中心点为原点得局部坐标系,为方便,在excel 里建立好关键点得坐标,
MIDAS连续梁有限元分析案例(三)
连续梁逐跨现浇法有限元 分析
目录 第一章工程概况 (2) 1.1 桥梁基本概况 (2) 1.2 主要材料及参数 (2) 1.3 设计荷载取值 (2) 第二章 MIDAS建模 (4) 2.1 组的定义 (4) 2.2 施工阶段的定义 (5) 2.3 预应力布置 (6) 第三章结果分析 (10) 3.1 施工阶段结果分析 (10) 3.1.1 施工阶段法向压应力验算 (10) 3.1.2使用阶段正截面压应力验算 (11) 3.1.3 使用阶段正截面抗弯验算 (11) 3.2 成桥阶段结果分析 (11) 3.2.1成桥阶段的支座反力 (11) 3.2.2成桥后结构的竖向位移 (12) 3.2.3 成桥阶段结构的弯矩 (12) 3.2.4 成桥阶段的应力 (13)
第一章工程概况 1.1 桥梁基本概况 （1）桥梁跨径布置：4×30m=120m； （2）桥梁宽度：0.25m（栏杆）+2.5m（人行道）+15.0m（机动车道）+ 2.5m（人行道）+0.25m（栏杆）=20.5m； （3）主梁高度：1.6m，支座处实体段为1.8m； （4）行车道数：双向四车道+2人行道； （5）桥梁横坡：机动车道向外1.5%，人行道向内1.5%； （6）施工方法：逐跨现浇法。 1.2 主要材料及参数 （1）混凝土选用C50混凝土，其力学指标见表1-1。 （2）预应力筋选用直径为15.24mm的低松弛钢绞线，其力学指标见表1-2。 1.3 设计荷载取值 （1）恒载 m；二期恒载（人行道、护栏、主要包括材料重量，混凝土容重：25KN/3 桥面铺装等）合计：85KN/m； （2）活载： 车辆荷载：公路I级
MIDAS连续梁计算书
目录 第1章设计原始资料 (1) 1.1设计概况 (1) 1.2技术标准 (1) 1.3主要规范 (1) 第2章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 (2) 2.1尺寸拟定 (2) 2.1.1 桥孔分跨 (2) 2.1.2 截面形式 (2) 2.1.3 梁高 (3) 2.1.4 细部尺寸 (4) 2.15 主要材料及材料性能 (6) 2.2模型建立与分析 (7) 2.2.1 计算模型 (8) 第3章荷载内力计算 (9) 3.1荷载工况及荷载组合 (9) 3.2作用效应计算 (10) 3.2.1 永久作用计算 (10) 3.3作用效应组合 (16) 第4章预应力钢束的估算与布置 (20) 4.1力筋估算 (20) 4.1.1 计算原理 (20) 4.1.2 预应力钢束的估算 (24)
4.2预应力钢束的布置（具体布置图见图纸） (27) 第5章预应力损失及有效应力的计算 (29) 5.1预应力损失的计算 (29) 5.1.1摩阻损失 (29) 5.1.2. 锚具变形损失 (30) 5.1.3. 混凝土的弹性压缩 (30) 5.1.4.钢束松弛损失 (31) 5.1.5.收缩徐变损失 (31) 5.2有效预应力的计算 (32) 第6章次内力的计算 (33) 6.1徐变次内力的计算 (33) 6.2预加力引起的次内力 (33) 第7章内力组合 (35) 7.1承载能力极限状态下的效应组合 (35) 7.2正常使用极限状态下的效应组合 (37) 第8章主梁截面验算 (41) 8.1正截面抗弯承载力验算 (41) 8.2持久状况正常使用极限状态应力验算 (44) 8.2.1 正截面抗裂验算（法向拉应力） (44) 8.2.2 斜截面抗裂验算（主拉应力） (46) 8.2.3混凝土最大压应力验算 (49) 8.2.4 预应力钢筋中的拉应力验算 (50) 8.3挠度的验算 (51)
midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)
midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）
midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）
纵向计算模型的建立 1.设置操作环境 1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件 1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。 2．材料与截面定义 2.1 材料定义 右键-材料和截面特性-材料。C50材料定义如下图所示。
需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋
2.2 截面定义 2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息 （1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF 格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。 （2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”； （3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面； （4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；
（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性； （6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。 2.2.2 建立模型截面 （1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。 注意：若要结合规范进行PSC设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC设计数据失败”。可通过勾选自动定义。
MIDAS建连续刚构模型步骤
1. 建立一个模型的第一步就是要建立符合你需要的单位体系，一般用KN，M。 2. 定义材料参数：混凝土材料参数，预应力钢筋材料参数。在首先建立模型的时候，可以直接应用MIDAS 给定的规范数据库中的材料来定义，但是在实际的工程中，要根据实际的情况来设置一些参数，如泊松比、弹性模量、线膨胀系数等。这个时候要用自定义材料参数来定义。 3. 定义时间依存性材料特性：（我们通常说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化在程序里统称为时间依存材料特性）1) 定义时间依存性特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数，一般国内的规范里面不考虑强度发展函数）2) 将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接起来3) 修改时间依存材料特性值（对于连续刚构桥一般就是指修改构件的理论厚度） 4. 截面定义：截面定义有许多种方法，可以采用调用数据库中截面（标准型钢）、用户定义、采用直接输入截面特性值的数值形式、导入其他模型中已有截面。针对连续刚构桥的截面定义，最好是采用用户定义的方式输入截面参数，当然也可以采用在AutoCAD 画好截面，采用MIDAS 中的截面特性计算器计算出截面的特性值，保存为SEC 文件的形式后，再导入MIDAS 中这种数值形式来定义截面，但是这种树脂形式定义的截面不能向用户输入那样直观的显示截面的三维效果，但是其不影响整个模型的计算结果。其中截面特性计算器有其相关的文件说明。连续刚构桥的截面定义一般是先建立PSC 截面后，再建立变截面单元，等到建立好单元长度后，将变截面单元赋给相应的单元。 5. 建立节点：首先要明白节点是有限元模型最基本的单位，节点不代表任何的实际桥梁结构只是用来确定构件的位置。节点的建立可以采用捕捉栅格网、输入坐标、复制已有节点、分割已有节点等方法来建立新的节点，另外在复制单元的同时程序会自动生成构成单元的节点。节点建立过程中可能会出现节点号不连续的情况，这是可以通过对选择节点进行重新编号或紧凑节点编号来进行编辑。一般的情况下把第一个节点建在(0,0,0)点。 6. 建立单元：在MIDAS 中可以通过多种方法来建立单元，包括连接已有节点建立单元、对已有单元进行分割建立新的单元、扩展已有节点或单元生成更高维数的单元、导入AUTOCAD 的DXF 文件来生成单元的方法等。对于复制单元、分割单元、扩展单元都可以执行等间距操作和任意间距操作。需要注意的是：使用镜像功能复制单元时，新生成的单元的局部坐标系方向与源单元的局部坐标系方向相反，因此需要调整单元的局部坐标系方向使得输出的单元内力方向统一。（在导入AUTOCAD 的DXF 文件时，只要选择需要的图层中的图形文件就可以方便的建立整体结构模型，然后再对导入的单元赋予单元属性即可完成结构模型的建立。） 7. 定义边界条件：在建立连续刚构桥时，所用到的边界条件是主墩底部节点（六个自由度全部约束）、墩梁固结（弹性约束中的刚性连接）、边墩（约束Dy、Dz、Rx、Rz）以及边跨现浇段(1,1,1,1,0,1)。 8. MIDAS 对结构自重荷载可以通过程序来自动计算。在定义自重时，首先要定义自重荷载的荷载工况名称，并定义自重所属的荷载组，然后输入自重系数即可。对于荷载系数，通常在Z 方向输入-1 即可。因为通常考虑的模型的重力作用方向都是竖直向下，而程序默认的整体坐标系Z 的正方向是竖直向上的。如果自重作用时考虑结构的容重与材料定义时的容重不同，这里自重系数只要输入计算自重时要考虑的容重与材料定义的容重之比就可以了。 9. 钢束预应力荷载：1) 钢束特性值定义：张拉形式、单根预应力钢筋面积、后张法导管直径、松弛系数等与预应力钢筋应力计算参数。2) 钢束布置形状：通过二维和三维的输入方式来输入，通过输入钢束形状主要控制点坐标和预应力钢筋弯起半径，并输入插入点坐标即预应力钢筋坐标参考位置坐标即完成钢束布置定义。3) 输入钢筋张拉控制应力：选择要张拉德钢束，输入张拉控制应力（或张拉控制内力）,并输入注浆时间，即在哪个阶段
midas软件的连续箱梁挂蓝计算书
连续箱梁挂蓝计算书midas 一、工程简介 主桥上部结构为32+68+32m三跨预应力混凝土连续箱梁;梁体自重γ取26kN/m3;跨端支座处、边垮直线段和跨中处梁高为2.8m;中支点处梁高为3.4m;梁高按圆曲线变化;圆曲线半径R=367.80m;顶板厚34cm;腹板厚分别为40cm和70cm;底板厚度由跨中的30cm按圆曲线变化至中点梁根部的60cm;中点处加厚到110cm..节段主要参数如下表所示： 32+68+32m三跨预应力混凝土连续箱梁 由于0块长度不够;1选用整体挂篮施工见设计图;荷载采用最重悬浇箱梁段A1段：90.0吨.. 二、挂篮主要技术标准及参考资料 1、参考公路桥涵施工技术规范规定;各设计参数取值如下： 1挂篮质量控制在浇筑梁段砼质量的0.3～0.5倍之间.. 2允许最大变形包括吊带变形的总和：20mm 3施工及行走时抗倾覆安全系数：2.5 4自锚固系统的安全系数：2 2、参考资料 1、通桥2008-2261A-V；
2、路桥施工计算手册－人们交通出版社； 3、简明施工计算手册－中国建筑工业出版社； 4、悬臂浇注预应力混凝土梁桥－人们交通出版社； 5、本挂篮采用的设计规范有: 1铁路桥梁钢结构设计规范TB10002.2-2005； 2铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范TB10002.3-2005； 3.钢结构设计规范GB50017-2003； 4.铁路桥涵设计基本规范TB10002.1-200 5.. 3、主要材料的力学指标 1、Q235A3钢;屈服应力 ; ;弹性模量； 2、20CrMnTi;屈服应力 ;弹性模量 .. 三、结构分析及计算参数 1、结构受力分析 根据悬灌梁段的实际情况;挂篮分以下三种工况进行受力检算： 1、工况一：1梁段施工时连体挂篮的强度检算； 2、工况二：2梁段施工时挂篮的强度检算 2、工况三：挂篮挠度验算； 3、工况四：挂篮走行时抗倾覆计算.. 2、作用于挂篮的主要荷载 参考路桥施工计算手册箱梁荷载取值如下: 荷载集中 KN梁单元 KN楼板 KN压力 KN自重 KN合计 KN 底模混凝土0.00E+00-5.34E+010.00E+000.00E+000.00E+00-5.34E+01
MIDAS道路与桥梁软件建模设计
道桥设计软件应用 专业土木工程 班级土木C082 姓名刘利军 学号 086902
MIDAS常见问题 摘要：MIDAS/Civil是为了能够迅速完成对土木结构的结构分析与设计而开发的土木结构专用的结构分析与优化设计软件，是通用的空间有限元分析软件，可以适用于桥梁结构，地下结构，工业建筑，飞机场，大坝，港口等的结构的分析与设计，随着计算机的快速发展，迈达斯用的越来越普遍，但是在使用过程中还会碰到许多问题。 关键词：桥梁建模迈达斯常见问题 1、如何利用板单元建立变截面连续梁（连续刚构）的模型？建立模型后如何输入预应力钢束？使用板单元建立连续刚构(变截面的方法)可简单说明如下：1）首先建立抛物线(变截面下翼缘) ； 2）使用单元扩展功能由直线扩展成板单元，扩展时选择投影，投影到上翼缘处。；3）在上翼缘处建立一直线梁(扩展过渡用)，然后分别向横向中间及外悬挑边缘扩展成板单元； 4）使用单元镜像功能横向镜像另一半； 5)为了观察方便，在单元命令中使用修改单元参数功能中的修改单元坐标轴选项，将板单元的单元坐标轴统一起来。在板单元或实体块单元上加预应力钢束的方法，目前设计人员普遍采用加虚拟桁架单元的方法，即用桁架单元模拟钢束，然后给桁架单元以一定的温降，从而达到加除应力的效果。温降的幅度要考虑预应力损失后的张力。这种方法不能真实模拟沿钢束长度方向的预应力损失量，但由于目前很多软件不能提供在板单元或块单元上可以考虑六种预应力损失的钢束，所以目前很多设计人员普遍在采用这种简化分析方法。MIDAS目前正在开发在板单元和块单元上加可以考虑六种预应力损失的钢束的模块，以满足用户分析与设计的要求。 2、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？
midas斜拉桥建模
目
概要 斜拉桥是塔、拉索和加劲梁三种基本结构组成的缆索承重结构体系，桥形美观，且根据所选的索塔形式以及拉索的安插能够形成多种多样的结构形式，容易与 周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一. 为了决定装置拉索时的控制张拉力，首先要决定在成桥阶段恒载作用下的初始平衡状态，然后再按施工顺序进行施工阶段分析. 一般进行斜拉桥分析时首先通过倒拆分析计算初张拉力，然后进行正装施工阶段分析.在本例题将介绍建立斜拉桥模型的方法、计算拉索初拉力的方法、施工阶 段分析方法、采纳未闭合配合力功能只利用成桥阶段分析张力进行正装分析的方法. 本例题中的桥梁模型为三跨连续斜拉桥（如图1），主跨110m、边跨跨经为40m. 图 1. 斜拉桥分析模型
桥梁基本数据 为了说明斜拉桥分析步伐，本例题采纳了较简单的分析模型，可能与实际桥梁设计内容有所不同. 本例题桥梁的基本数据如下. 桥梁形式 三跨连续斜拉桥 桥梁跨经 40.0 m + 110.0 m + 40.0 m = 190.0 m 桥梁高度 主塔下部 : 20m ，主塔上部 : 40m 图 2. 立面图 荷载 分 类 荷载类型 荷载值 自重 自重 法式内部自动计算 索初拉力 初拉力荷载 满足成桥阶段初始平衡状态的 索初拉力 挂篮荷载 节点荷载 80 tonf 支座强制位移 强制位移 10 cm 设定建模环境 为了做斜拉桥成桥阶段分析首先翻开新项目“cable stayed ”为名保管文件，开始建立模型. 单位体系设置为“m ”和“tonf ”.该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意更换. 文件 / 新项目 文件 / 保管(cable stayed) 工具 / 单位体系 长度 ＞ m ；力 ＞ tonf ↵ 图 3. 设定建模环境及单位体系 界说资料和截面特性值 输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的资料特性值.在资料和截面对话框中选择资料表单点击按钮. 模型 / 资料和截面特性 / 资料 名称(加劲梁) 设计类型 > 用户界说 弹性模量(2.1e7) ; 泊松比(0.3) 容重(7.85) ↵ 按上述方法参照表1输入主塔下部、主塔上部、拉索的资料特性值. 表 1. 资料特性值 号 项目 弹性模量 (tonf/m 2 ) 泊松比 容重 (tonf/m 3) 1 加劲梁 ×107 使用MIDAS/Civil 软件内含的优化法则计算出索初拉力. 界说多种资料时，使用按钮会更方便一些. 索 主塔 主梁 主梁 主塔 索 40m 110m 40m
MIDAS例题---连续梁
4×30m连续梁结构分析 对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析，确定结构的有限元离散，确定各项参数和结构的情况，并在此基础上进行建模和结构计算。 建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。 1. 设定建模环境 2. 设置结构类型 3. 定义材料和截面特性值 4. 建立结构梁单元模型 5. 定义结构组 6. 定义边界组 7.定义荷载组 8.定义移动荷载 9. 定义施工阶段 10. 运行结构分析 11. 查看结果 12.psc设计 13. 取一个单元做横向分析
概要： 在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制，连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。同时，随着现代科技的发展，连续梁结构也变得越来越轻盈，更能满足城市对桥梁的景观要求。 本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构（如图1所示）。 1、桥梁基本数据 桥梁跨径布置：4×30m＝120； 桥梁宽度：0.25m（栏杆）＋2.5m（人行道）＋15.0m（机动车道）＋2.5m（人行道）+0.25（栏杆）＝20.5m； 主梁高度：1.6m；支座处实体段为1.8m； 行车道数：双向四车道＋2人行道 桥梁横坡：机动车道向外1.5％，人行道向内1.5％； 施工方法：满堂支架施工； 图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面
2、主要材料及其参数 2.1 混凝土各项力学指标见表1 表1 2.2低松弛钢绞线（主要用于钢筋混凝土预应力构件） 直径：15.24mm 弹性模量：195000 MPa 标准强度：1860 MPa 抗拉强度设计值：1260 MPa 抗压强度设计值: 390 MPa 张拉控制应力：1395 MPa 热膨胀系数：0.000012 2.3普通钢筋 采用R235、HRB335钢筋，直径：8～32mm 弹性模量：R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa 标准强度：R235 235 MPa / HRB335 335 MPa 热膨胀系数：0.000012 3、设计荷载取值： 3.1恒载： 一期恒载包括主梁材料重量，混凝土容重取25 KN/m 3。 二期恒载：人行道、护栏及桥面铺装等（该桥梁上不通过电信管道、水管等）。 其中： 桥面铺装：采用10cm的沥青混凝土铺装层；沥青混凝土安每立方24kN计算，则计算铺装宽度为15m，桥面每米铺装沥青混凝土重量为：0.16×24×15＝57.6kN/m；
midas_连续梁计算书
第1章89#～92#预应力砼连续梁桥 1.1结构设计简述 本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁，断面型式为弧形边腹板大悬臂断面，根据道路总体布置要求，主梁上下行为整体断面，变宽度32.713m -35m，单箱5室结构变截面。箱梁顶板厚度为0.22m，底板厚度0.2m；支点范围腹板厚度0.7m，跨中范围腹板厚度0.4m。主梁单侧悬臂长度为 4.85m，箱梁悬臂端部厚度为0.2m，悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带，与防撞护栏同期进行浇筑。 本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。 图11.1.1 箱梁构造图
图11.1.2 箱梁断面图 纵向预应力采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995)，标准强f=1860MPa。中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。 度 pk 图11.1.3 中支点断面钢束布置图 主要断面预应力钢束数量如下表 墩横梁预应力采用采用φs15－19，单向张拉，如下图。 1.2主要材料 1.2.1主要材料类型 (1) 混凝土：主梁采用C50砼；
(2) 普通钢筋：R235、HRB335钢筋； (3) 预应力体系：采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995)，标准强度 f=1860MPa；预应力锚具采用符合GB/T14370-2002《预应力筋锚具、 pk 夹具和连接器》中Ⅰ类要求的优质锚具；波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。 1.2.2主要材料用量指标 本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示，表中材料指标均为每平米桥面的用量。 表11.2.2-1 上部结构主要材料指标 1.3结构计算分析 1.3.1计算模型 结构计算模型如下图所示。 图11.3.1-1 结构模型图
迈达斯Midas-civil-梁格法建模实例
迈达斯Midas-civil-梁格法建模实例
北京迈达斯技术有限公司
目录 概要 (2) 设置操作环境........................................................................................................... 错误!未定义书签。定义材料和截面....................................................................................................... 错误!未定义书签。建立结构模型........................................................................................................... 错误!未定义书签。PSC截面钢筋输入 ................................................................................................... 错误!未定义书签。输入荷载 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。定义施工阶段. (62) 输入移动荷载数据................................................................................................... 错误!未定义书签。输入支座沉降........................................................................................................... 错误!未定义书签。运行结构分析 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。查看分析结果........................................................................................................... 错误!未定义书签。PSC设计................................................................................................................... 错误!未定义书签。
迈达斯桥梁建模
迈达斯桥梁建模 01-材料的定义 通过演示介绍在程序中材料定义的三种方法。 1、通过调用数据库中已有材料数据定义——示范预应力钢筋材料定义。 2、通过自定义方式来定义——示范混凝土材料定义。 3、通过导入其他模型已经定义好的材料——示范钢材定义。 无论采用何种方式来定义材料，操作顺序都可以按下列步骤来执行：选择设计材料类型（钢材、混凝土、组合材料、自定义）→选择的规范→选择相应规范数据库中材料。 对于自定义材料，需要输入各种控制参数的数据，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重等。 图1 材料定义对话钢材规范 混 凝 土 规
02-时间依存材料特性定义 我们通常所说的混凝土的收缩徐变特性、混凝土强度随时间变化特性在程序里统称为时间依存材料特性。 定义混凝土时间依存材料特性分三步骤操作： 1、定义时间依存特性函数（包括收缩徐变函数，强度发展函数）（图1，图2）； 2、将定义的时间依存特性函数与相应的材料连接（图3）； 3、修改时间依存材料特性值（构件理论厚度或体积与表面积比）（图4）； 图1 收缩徐变函数 图2 强度发展函数
定义混凝土时间依存材料特性时注意事项： 1）、定义时间依存特性函数时，混凝土的强度要输入混凝土的标号强度； 2）、在定义收缩徐变函数时构件理论厚度可以仅输入一个非负数，在建立模型后通过 程序自动计算来计算构件的真实理论厚度； 3）、混凝土开始收缩时的材龄在收缩徐变函数定义中指定，加载时的混凝土材龄在施 工阶段定义中指定（等于单元激活时材龄 + 荷载施加时间） ； 4）、修改单元时间依存材料特性值时要对所有考虑收缩徐变特性的混凝土构件修改其 构件理论厚度计算值。计算公式中的 a 代表在空心截面在构件理论厚度计算时，空心部分 截面周长对构件与大气接触的周边长度计算的影响系数； 5）、当收缩徐变系数不按规范计算取值时，可以通过自定义收缩徐变函数来定义混凝 土的收缩徐变特性； 6）、如果在施工阶段荷载中定义了施工阶段徐变系数，那么在施工阶段分析中将按施 工阶段荷载中定义的徐变系数来计算。 图 3 时间依存材料特性连接 图4 时间依存材料特性值修改