桥梁施工经济性分析案例(midas)
桥梁施工经济性分析案例(midas)
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北京迈达斯技术有限公司
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工箱梁自重大、工期紧等特点, 提出军用梁+ 支架法悬臂浇筑施工方案, 介绍了采用的施工 设备和具体实施方案。与常用的挂篮悬臂浇筑 方案对比, 此方法具有用钢量少、 通用程度高、 技术难度小、节约工期等优点, 客运专线双线32m整孔箱梁移动模架造桥技术 - 经过多种施工技术方案的比较, 采用自行研制 的MZ900SB型上行式移动模架造桥机原位整孔 浇筑箱梁, 并通过建模仿真分析, 提出了上行 式移动模架的提前过孔工艺。 兰州中山桥5跨简支钢桁梁整体提升关键技术 - 采用计算机同步控制提升技术及合点提升技术 对钢桁梁进行整体提升。 利用千斤顶进行预压方案的设计与施工 - 利用油压千斤顶对支架的反压来替代传统方式 的堆沙袋的预压 千斤顶贝雷反力梁在牵索挂篮预压中的应用 - 砂袋堆载法相比，千斤顶贝雷反力梁预压新方 法操作工序少，施工简单，操作方便，加载、 卸载速度快，大大节约了工期，而且预压结果 可靠，具有良好的经济效益和社会效益。 浅水中V型箱梁0#块索栓支架技术 - 在浅水中, 通过计算分析, 直接设置钢平台, 避免了在墩身或承台中预埋钢构件, 经济方 便。 轻型三角形挂篮在大跨度悬臂施工中的技术经济 性分析 - 总结了降低挂篮制作安装成本的措施， 证明该
MIDAS连续梁有限元分析案例(二)
目录第一部分逐跨施工模型 (1)1.1预应力钢束布置 (1)1.2施工阶段定义 (3)1.3调整模型 (4)第二部分应力分析 (5)2.1施工阶段的应力 (5)2.2成桥阶段应力(恒+活+支座沉降) (6)2.3移动荷载 (6)第三部分PSC验算结果 (7)3.1施工阶段的法向压应力验算 (7)3.2受拉区钢筋的拉应力验算 (11)3.3使用阶段正截面压应力验算 (12)3.4使用阶段斜截面主压应力验算 (13)3.5结论 (14)第一部分逐跨施工模型1.1预应力钢束布置图1-1 第一跨钢筋布置图1-2 第二跨钢筋布置图1-3 第三跨钢筋布置图1-4 第四跨钢筋布置本次桥梁的总体布置，四跨连续梁桥，跨度分别是29.95m+30m+30m +29.95m图如下所示：图1-5-8 桥梁整体布置图汇总的预应力张拉表格，张拉控制应力为0.75的高强钢绞线，控制应力为1395MPa，具体的表格如下所示：1.2施工阶段定义逐跨施工，我们采用满堂支架的方法，依次从梁一施工到四号梁，中间存在从简支梁到连续梁的体系转换，为本次设计修改的难点。
我们的施工过程定义为三个步骤满堂支架的施工和主梁施工、预应力张拉、拆除满堂支架，最后完成全线的浇筑。
从midas中提取的施工阶段细节具体如下：NAME=主梁1-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁1, 7, 节点1, 7ABNDR=满堂1, DEFORMED, 支座1, DEFORMED, 支座2,DEFORMEDALOAD=自重, FIRSTNAME=主梁1-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力1, FIRSTNAME=主梁1-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点1, 100DBNDR=满堂1NAME=主梁2-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁2, 7, 节点2, 7ABNDR=支座3, DEFORMED, 满堂2, DEFORMEDNAME=主梁2-张拉, 1, YES, NODELEM=节点2, 100ALOAD=预应力2, FIRSTNAME=主梁2-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点2, 100DBNDR=满堂2NAME=主梁3-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁3, 7, 节点3, 7ABNDR=满堂3, DEFORMED, 支座4, DEFORMEDNAME=主梁3-张拉, 1, YES, NOALOAD=预应力3, FIRSTNAME=主梁3-拆除支架, 2, YES, NODELEM=节点3, 100DBNDR=满堂3NAME=主梁4-浇筑, 20, YES, NOAELEM=主梁4, 7, 节点4, 7ABNDR=支座5, DEFORMED, 满堂4, DEFORMEDNAME=主梁4-张拉, 5, YES, NOALOAD=预应力4, FIRSTNAME=拆除满堂支架, 10, YES, NODELEM=节点4, 100DBNDR=满堂4NAME=二期恒载, 10, YES, NOALOAD=二期, FIRSTNAME=工后100, 100, YES, NONAME=工后3600, 3600, YES, NO1.3调整模型通过调整预应力的束数，来调整结构在施工中出现的简支梁体系（跨中弯矩增大的影响），以及在体系转换中连续梁顶的拉力。
迈达斯实例—某施工栈桥的设计汇总
某施工栈桥的设计1.1主桥概况本桥为施工便桥。
主桥为27+24m 贝雷架连续梁桥，单车道，桥面宽度 4m, 上部采用2榀4片贝雷纵梁（加强双排单层，DSR , 2榀贝雷纵梁按距中心等间 距布置，横向每3m 间距采用10号槽钢加工支撑架连成整体；分配横梁采用 27# 型工字钢，贝雷梁与桥台顶部搭接1m 桥台顶宽2m 长6m 桥墩为贝雷片组装， 墩高为12m 基础为扩大基础，为了保证贝雷梁的稳定性，墩基础预埋 8块2cm厚钢板与贝雷片阳头焊接。
图1-1主桥立面图1.2贝雷架桥面结构1、 桁架及销子桁架结构由上下弦杆、竖杆及斜杆焊接而成 ，弦杆焊有多块带圆孔的钢板 弦杆螺栓孔、支撑架孔；下弦杆两端钢板上有风构孔，用以连接抗风拉杆，下弦杆设有4块横梁垫板，上有栓钉，以固定横梁位置。
端竖杆有支撑架孔，为安装 支撑架、斜撑与联板用。
2、 加强弦杆加强弦杆两端设有阴阳头，中部设有支撑架孔与弦杆螺栓孔。
弦杆螺栓孔板 反焊于杆件的一面，使连接加强弦杆与桁架的弦杆螺帽不致外露。
每节桥梁在桁架后端竖杆上个装一对斜撑，桥头端柱上另加一根，斜撑与桁架和横HOC7 0X梁的连接用斜撑螺栓。
3、联板联板用撑架螺栓连在第二排与第一排桁架的端竖杆上，每节桁架前端竖杆上各设一块。
4、支撑架支撑架是用撑架螺栓连接于第一排与第二排桁架之间，使成为一整体。
5、抗风拉杆抗风拉杆两端各有一个销钉孔，并用链条系挂的销钉，利用销钉使抗风拉杆与桁架连接，杆中部设有连接夹，杆上还备有反向螺纹的松紧螺旋套，螺旋套一端附设销紧螺母。
每格桥梁需用交叉设置两根抗风拉杆，承受垂直于桥梁任何一侧的风力。
1.3 技术标准和规范1.3.1 技术标准1、公路等级：施工便桥2、桥梁单幅宽度：5.1m3、荷载标准车辆荷载等级：公路I 级桥梁所在地区相对湿度：0.81.3.2 设计规范《公路工程技术标准》(JTJ001—2003)《公路桥涵设计通用规范》(JTJD60—2004)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025—86)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ025—85)《钢结构设计规范》(GB50017—2003)1.4主要材料及设计荷载1.4.1主要材料及其参数1.4.1.1工字钢(16Mn)弹性模量5E=2.10X 10 MPa剪切模量G=0.81 X 10 MPa 抗弯强度 f =2 1 0 1. 3 MPa抗剪强度f v=160 1.3=208MPa27#工字钢几何尺寸h=270mm b=122mm d=8.5mm t=13.7mm r=10.5mm r i=5.3mm 理论质量：55.404Kg/mI x=7110cn n W x=508cn n I x：S x=24.61.4.1.2 槽钢(16Mn)弹性模量E=2.10X 105 MPa剪切模量G=0.81 X 105 MPa抗弯强度 f -2 1 0 1. 3 2/7f3a抗剪强度f v =160 1.3=208MPa10#槽钢几何尺寸h=100mm b=148mm d=5.3mm t=8.5mm r=8.5mm r 1=4.2mm理论质量：10.007Kg/m4 3l x=198cm W x=39.7cm i x=3.95cmI y=25.6cm4 W y=7.80cm3 i y=1.41cm1.4.2设计荷载取值1.4.2.1 恒载(1) 一期恒载一期恒载包括主梁、横梁等材料重量。
必看最经典梁格——midas空心板梁桥梁桥法工程实例
空心板梁桥工程实例1几何尺寸空心板梁几何尺寸见图4.1.1至图4.1.3。
图4.1.2 边板截面（cm）图4.1.3 中板截面（cm）2主要技术指标（1） 结构形式：装配式先张法预应力混凝土简支空心板梁（2） 计算跨径：16m（3） 斜交角度：0度（4） 汽车荷载：公路－Ⅱ级（5） 结构重要性系数:1.03 计算原则（1） 执行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。
（2） 6厘米厚现浇C50混凝土不参与结构受力，仅作为恒载施加。
（3） 温度效应，均匀温升降均按20摄氏度考虑；温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条的规定取值。
（4） 按A 类部分预应力混凝土构件设计。
（5） 边界条件：圆形板式橡胶支座约束用弹性支承进行模拟，弹簧系数SDx=SDy=1890 KN/m；SDz=9.212E+05KN/m；SRx＝078E+09KN.m/rad； 4主要材料及配筋说明 （1） 空心板选用C50混凝土（2） 预应力钢绞线公称直径mm s2.15φ，1根钢绞线截面积2139mm A p =，抗拉强度标准值Mpa f pk 1860=，锚具变形总变形值为12mm。
横截面预应力筋和普通钢筋布置见图4.4.1和图4.4.2。
预应力筋有效长度见表4.4.1图4.4.1边板钢筋钢绞线布置图(cm) 图4.4.2 中板钢筋钢绞线布置图(cm) 图中N9筋（实心黑点）为普通钢筋，其余为钢绞线。
表4.4.1 16米空心板预应力筋有效长度表注：表中构造有效长度指施工设计图中预应力筋的有效长度。
计算有效长度指考虑预应力传递长度影响后结构分析采用的预应力筋有效长度；计算有效长度＝构造有效长度－预应力传递长度。
5施工阶段说明空心板梁施工阶段共划分为5个，各阶段工作内容见表4.5.1表4.5.1 空心板梁施工阶段划分说明施工阶段 施工天数 工 作 内 容 说 明1 10 预制空心板梁并放张预应力筋2 60 预制场存梁60天3 15 安装空心板4 30 现浇防撞护墙和桥面铺装5 3650 考虑10年的收缩徐变影响6建模主要步骤与要点（1） 定义材料与截面定义材料可通过路径：【模型】/【截面和材料特性】/【材料】来实现，见图 4.6.1和图4.6.2。
MIDAS例题-使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析
目录悬臂法的施工顺序和施工阶段分析 1设定建模环境 3定义截面及材料 4结构建模 9建立预应力箱型梁模型 / 10建立桥墩模型 / 15建立结构群 / 16定义边界群以及输入边界条件 / 20建立荷载群 / 23定义并建立施工阶段 25定义施工阶段 / 25建立施工阶段 / 30输入荷载 / 33使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析悬臂法的施工顺序和施工阶段分析本用户指南将使用“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”中的例题,学习掌握使用一般建模功能做施工阶段分析的步骤。
悬臂法(FCM)的施工顺序一般如下：※本悬臂法桥梁例题为三跨连续梁使用了4台挂篮（F/T），因此不必移动挂篮。
悬臂法施工阶段分析应该正确反应上面的施工顺序。
施工阶段分析中各施工阶段的定义,在MIDAS/CIVIL里是通过激活和钝化结构群、边界群以及荷载群来实现的。
下面将MIDAS/CIVIL中悬臂法桥梁施工阶段分析的步骤整理如下。
1.定义材料和截面2.建立结构模型3.定义并构建结构群4.定义并构建边界群5.定义荷载群6.输入荷载1高级应用例题27.布置预应力钢束8.张拉预应力钢束9.定义时间依存性材料特性值并连接10.运行11.确认分析结果在“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”里使用悬臂法桥梁建模助手完成了上述2~8步骤。
在本使用指南中,我们将使用一般功能完成上述施工阶段分析的1~8步骤。
步骤9~11的方法与“使用建模助手做悬臂法桥梁施工阶段分析”相同，在本使用指南章节中将不赘述.使用一般功能做悬臂法桥梁施工阶段分析3设定建模环境为了做悬臂法桥梁的施工阶段分析首先打开新项目（ 新项目)以‘FCM.mcb ’名字保存(保存)文件。
然后将单位体系设置为‘tonf ’和‘m '。
该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意地更换。
文件 / 新项目 文件 /保存 ( FCM ）工具 / 单位体系长度 > m ; 力 〉 tonf图1 设定单位体系单位体系也可以在程序窗口下端的状态条中的单位选择按钮()中选择修改。
midas拱桥算例
在此例题中为了提高熟练度在建模过程中尽量不去使用树形菜单或主菜单而是以使用图标菜单为主。
以下是为了有效地利用图标菜单将操作所需的图标在画面上给予显示的步骤。
1.在主菜单选择工具>用户定制>工具条
对新建立的横系梁激活之后，利用捕捉点功能和建立单元功能来完成纵向支撑(加强肋，Stringer)。
1.点击 选择最新建立的个体
2.点击 激活
3.点击 单元编号(Toggle on)
4.点击 建立单元
5.在单元类型选择栏确认‘一般梁/变截面梁’
6.在材料选择栏选择‘1 : Grade3’
7.在截面选择栏选择‘6 :水平斜支撑(包括纵向支撑)’
形成拱的主梁并复制构架
连接构架的两端来输入拱的主梁，并将所完成的一侧构架复制到另一侧。
1. 点击 点格、 捕捉点(Toggle off)
2.点击 标准视图
3.在单元工具条点击 建立单元
4.在单元类型选择栏确认‘一般梁/变截面梁’
5.在材料选择栏选择‘1 : Grade3’
6.在截面选择栏确认‘1 :主梁’
3.在一般的材料号输入栏确认‘1’(参考图6)
4.在类型选择栏确认‘钢材’
5.在钢材的规范选择栏选择‘GB(S)’
6.在数据库选择栏选择‘Grade3’
7.点击 键
8.用同样的方法参考上表输入虚设梁的材料
9.点击 键
图7. 截面数据的输入
1. 在材料和截面特性对话窗口(图5)选择截面表单
(或在特性工具条选择 截面)
跨 径 : 50m
设计车道数 : 2条车道
(完整版)Midas计算实例
中南大学2010年1月1。
概要 (1)2. 设置操作环境 (2)3. 定义材料和截面 (3)4. 建立结构模型 (7)5。
非预应力钢筋输入 (10)6。
输入荷载 (30)7. 定义施工阶段 (42)8。
输入移动荷载数据 (48)9. 运行结构分析 (52)10. 查看分析结果 (52)1. 概要本桥为80+2*112+2＊81+41六跨混凝土预应力连续梁桥。
图1。
分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式：六跨混凝土悬臂梁桥梁长度：L = 80+112+112+80+80+41m施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段,边跨合龙时,中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁,挂梁与中跨主梁铰接,施工桥面铺装，并考虑1000天收缩徐变.预应力布置形式:T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力梁桥分析与设计的一般步骤1. 定义材料和截面2. 建立结构模型3. 输入非预应力钢筋4. 输入荷载①.恒荷载②.钢束特性和形状③.钢束预应力荷载5. 定义施工阶段6. 输入移动荷载数据①.选择移动荷载规范②.定义车道③.定义车辆④.移动荷载工况7. 运行结构分析8. 查看分析结果使用的材料❑混凝土主梁采用JTG04（RC)规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04(RC）规范的C40混凝土❑钢材采用JTG04(S）规范，在数据库中选Strand1860荷载❑恒荷载自重，在程序中按自重输入,由程序自动计算❑预应力钢束(φ15.2 mm×31)截面面积: Au = 4340 mm2孔道直径: 130 mm钢筋松弛系数（开)，选择JTG04和0.3（低松弛)超张拉（开)预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk)：1860N/mm^2预应力钢筋与管道壁的摩擦系数：0.25管道每米局部偏差对摩擦的影响系数：1。
5e—006（1/mm）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值:开始点：6mm结束点：6mm张拉力：抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa❑徐变和收缩条件水泥种类系数（Bsc): 5 （5代表普通硅酸盐水泥)28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即标号强度（fcu，f）：50N/mm^2t5天长期荷载作用时混凝土的材龄：=ot3天混凝土与大气接触时的材龄：=s相对湿度: %RH=70构件理论厚度：程序计算适用规范:中国规范(JTG D62-2004)徐变系数：程序计算混凝土收缩变形率: 程序计算2。
midas-预应力连续梁的施工阶段分析
施工阶段是进行实际施工阶段分析的阶段，在这里可以更改荷载状况和边界条件。
最后阶段是对除施工阶段荷载以外的其他荷载进行分析的阶段，在该阶段可以将一般荷载的分析结果和施工阶段分析的结果进行组合。最后阶段可以被定义为施工阶段中的任一阶段。
类型(施工阶段荷载)
图14.输入静力荷载工况的对话框
输入恒荷载
使用自重功能输入恒荷载。
荷载/自重
荷载工况名称>恒荷载
荷载组名称>自重
自重系数> Z (-1)
图15.输入恒荷载
输入钢束特性值
荷载/预应力荷载/预应力钢束的特性值
预应力钢束的名称(钢束);预应力钢束的类型>内部
材料>2:钢束
预应力钢束总面积(0.0042997)
激活>支撑条件/弹性支撑位置>变形后;
荷载
组列表>钢束2
激活>激活时间>开始;
图24.定义施工阶段2(CS2)
下面定义施工阶段3(CS3)。在施工阶段3中结构体系、边界条件、荷载没有变化，只是进行持续时间为10,000天的时间依存性分析。
容许应力：
容许应力
预应力作用后（瞬间）
预应力损失发生后（最终）
抗 拉
抗 压
预应力钢束(KSD 7002 SWPC 7B-Φ15.2mm (0.6˝strand)
屈服强度： →
抗拉强度： →
截面面积：
弹性模量：
张 拉 力：fpi=0.7fpu=133kgf/mm2
锚固装置滑动：
磨擦系数：
容许应力
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工箱梁自重大、工期紧等特点, 提出军用梁+ 支架法悬臂浇筑施工方案, 介绍了采用的施工 设备和具体实施方案。与常用的挂篮悬臂浇筑 方案对比, 此方法具有用钢量少、 通用程度高、 技术难度小、节约工期等优点, 客运专线双线32m整孔箱梁移动模架造桥技术 - 经过多种施工技术方案的比较, 采用自行研制 的MZ900SB型上行式移动模架造桥机原位整孔 浇筑箱梁, 并通过建模仿真分析, 提出了上行 式移动模架的提前过孔工艺。 兰州中山桥5跨简支钢桁梁整体提升关键技术 - 采用计算机同步控制提升技术及合点提升技术 对钢桁梁进行整体提升。 利用千斤顶进行预压方案的设计与施工 - 利用油压千斤顶对支架的反压来替代传统方式 的堆沙袋的预压 千斤顶贝雷反力梁在牵索挂篮预压中的应用 - 砂袋堆载法相比，千斤顶贝雷反力梁预压新方 法操作工序少，施工简单，操作方便，加载、 卸载速度快，大大节约了工期，而且预压结果 可靠，具有良好的经济效益和社会效益。 浅水中V型箱梁0#块索栓支架技术 - 在浅水中, 通过计算分析, 直接设置钢平台, 避免了在墩身或承台中预埋钢构件, 经济方 便。 轻型三角形挂篮在大跨度悬臂施工中的技术经济 性分析 - 总结了降低挂篮制作安装成本的措施， 证明该
中铁九局集团有限公司
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忠县长江大桥主桥
悬空支架在高墩横梁施工中的应用 - 悬空支架方案既能保证结构受力合理明确, 安 全可靠, 又能保证施工质量, 降低工程成本, 加快工程进度, 极大地减少工作量和减轻工人 的劳动强度 鱼洞长江大桥二期工程连续刚构桥0#段托架设计 与施工技术 - 在二期工程0#块施工计算阶段, 考虑了已成型 砼槽型梁自身的承载作用, 二期项目承担的两 个0#块施工, 同比一期0#块托架节约资金60余 万
与落地支架相比节省 73.8万
与落地支架相比节省 35 天
陕西铁路工程职业技术学院
鱼洞长江大桥二期工程
60万
中铁十七局集团第二工程有 限公司
厦漳跨海大桥
比采用整体浮运和大型浮吊 吊装节省了机械使用费用 200万元
中交一公局厦门工程有限公司
京石客运专线跨京广线特大桥
与满堂支架相比节省 100多万
中铁二十一局集团公司
重庆中渡长江大桥
与砂袋预压相比节省 5万
与砂袋预压相比节省 6天
中国建筑第六工程局有限公司 桥梁公司
铁岭市新区凡河四桥
118万