MIdas分析弯桥总结
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分析弯桥的一点经验总结
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。
MIDAS／Civil技术培训-斜桥与弯桥
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01-斜桥
斜交梁格
建模方法
对斜交桥梁多用梁格方 法建立模型。（斜交梁格 与正交梁格） 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， 而且配筋时也尽量向正交 方向配筋。
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正交梁格
02-弯桥
概述
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。
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02-弯桥 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。
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02-弯桥
受力特点
b) 弯桥在外荷载的作用下，还会出现横向弯矩。
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02-弯桥 受力特点
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。2202-弯桥离心力
首先进行一般的移动荷载分析，利用移动荷载追踪器 获得最不利加载位置。按照规范计算离心力系数， 将其与最不利荷载相乘，再除以1+u（离心力不考虑 冲击系数）。然后用梁单元荷载施加即可。
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02-弯桥
弯桥建模例题
桥梁类型：4跨连续箱梁 桥梁长度：L＝4×30m AutoCAD DXF File 曲线半径：70m 截面类型：单箱单室
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01-斜桥
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 构桥型的运用。
Midas-城市桥梁抗震分析及验算资料讲解
• 四、结论
反应谱抗震验算主要桥墩强度验算，能力保护构件的验算参照规 范根据设计要求进行设置验算。 在验算分析参数设置过程中，需要注意很多方面，防止程序无法 进行验算。 验算内容和注意事项见附件。
结论
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• 一、延性设计理念
目录
• 二、Midas 抗震分析前处理
• 三、Midas 抗震分析后处理
• 四、结论
1. 荷载工况
完成反应谱分析后，需要定义混凝土的荷载工况，一般点击自动生成。规范选择城市桥梁抗震设 计规范。
Midas 抗震分析后处理
2. 后处理验算
点击设计-RC设计
①RC设计参数
这里的规范同前，也需要选 择城市桥梁抗震设计规范。
Midas 抗震分析后处理
E2弹塑性验算
根据规范要进行刚度进行调整
在E2地震作用下桥墩的强度不能满足要求，桥墩 进入了塑性阶段，所以接下来要进行弹塑性验算。
Midas 抗震分析后处理
第一个表格中的数值可以在特性的材料 和截面中查询，第二个表格是第一个表 格计算得到的，第三个表格是根据弯矩 曲率中理想化屈服的弯矩曲率得到（y和 z分别是0和90度）。
（b）结构振动引起的破坏 例如：地震强度过大，或者强度延性不足，结构的布置或者构造不合 理。
延性设计理念
3. 延性设计
桥梁结构体系中设置延性构件，桥梁在E2地震作用下，延性构件进入塑 性状态进行耗能，同时可以减小结构刚度，增大结构周期，达到减小地 震动响应的目的。
类型 Ⅰ
类型 Ⅱ
延性设计理念
规范中延性设计理念的体现
Midas 抗震分析前处理
2. 反应谱分析
midas关于斜弯桥
在剪力-柔性梁格法如果解决实际问题的方面，介绍的都不是很详细，在此希望能通过此论题的开始，起到抛砖引玉的作用，一方面为困惑的设计人员深入了解，另一方面彼此交流互相提高弯桥的设计水平。
目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种：1、空间梁元模型法2、空间薄壁箱梁元模型法3、空间梁格模型法4、实体、板壳元模型法第一种方法，是不能考虑桥梁的横向效应的，使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。
第二种方法，是第一种方法的改进，主要区别是采用了不同的单元模型，考虑了横向作用如翘曲和畸变。
第四种方法，是解决问题最有效的方法，能够考虑各种结构受力问题。
第三种方法，是目前设计及科研中常采用的方法，其特点是容易掌握，且对设计能保证足够的精度，其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法，能充分考虑弯桥横向的受力特性。
弯桥的受力特性如下：弯桥由于弯扭耦合现象的存在，其应力和变形不再仅仅是弯矩单独的影响，这样使得外梁弯曲应力大于内梁的弯曲应力，外梁的挠度大于内梁的挠度。
一般不主张采用加大外腹板高度的箱梁截面形式来改善受力特性。
剪力-柔性梁格法的原理是当梁格节点与结构重合的点承受相同挠度和转角时，由梁格产生的内力局部静力等效与结构的内力。
其实质是将传统的一维杆单元计算模式推进到二维计算模型，用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性有了以上的理论知识后便可以开始弯桥的设计，步骤如下：1、截面尺寸的拟订2、模型的划分3、模型特性的计算4、结果整理，并根据内力输出结果配筋5、检算各项设计指标：设置预偏心，支承反力的调整应力、挠度、裂缝宽度、斜截面承载力检算、抗扭检算等。
现以一三跨曲线梁桥为例说明以上的设计过程。
跨径20m+25m+20m;梁高1.6m，端横梁宽1.0m,中横梁宽度均为2.0m桥面宽为：净8+2x0.5m(防撞栏)；双支座径向距离5.0m,单支座设在横梁中心，曲线半径50.0m,其截面形式如下：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。
迈达斯中弯桥模型的建立
图 3.13 建立梁单元
用扩展单元功能建立桥台A1 上的板单元。
1.点击 全选
2.点击 扩展单元
3.在扩展类型上选择‘线单元→平面单元’
4.确认删除为‘’
5.在单元属性中确认单元类型为‘板单元’
6.确认材料为‘1 : 30’
7.确认厚度为‘1 : 1.000’
8.确认类型为‘厚板’
3.在旋转的复制次数里输入‘1’
4.在旋转角度里输入‘-11.5*360/2/pi/131.95’
5.确认旋转轴为‘绕z轴’
6.确认第一点为‘0, -131.95, 0’
7.点击
图 3.17 复制板单元
利用新建立的板单元在桥墩P1的左侧建立厚度从1m变化到1.3m的板单元。
1.在旋转单元里确认形式为‘复制’
图 3.19 建立1.3m厚的板单元
选择图 3.19的，在桥墩 P1 的右侧建立厚度从 1.3m变化到1m的板单元。
1.在旋转单元里确认形式为‘复制’
2.点击 多边形选择，选择图 3.19的
3.在旋转的复制次数里输入‘4’
4.在旋转角度里输入‘-0.5*360/2/pi/131.95’
5.确认旋转轴为‘绕z轴’
2.在工具条选择钩选全部(图 3.7)
3.点击
图 3.7 工具条编辑窗口
将调出的工具条拖放到用户方便的位置（图3.8）。
（a）调整工具条位置之前
(b) 调整工具条位置之后
图 3.8 排列工具条
定义材料以及截面
定义材料如下：
材料
1 : 30–板
考虑在支座处板的厚度变化按下图来定义不同的厚度(图 3.9)。
13.在旋转角度里输入‘-360/2/pi/131.95’
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】midas分析总结2
7、请教实体单元和梁单元的连接问题,还有实体单元是不是不能加预应力?我现在建一个模型,是个异型块的. 一部分使用粮单元,一部分使用实体单元. 但是图纸上这是一个整体,我应该怎么连接他们?主要考虑节点的自由度耦合的问题，实体每节点有三个自由度，而梁有六个，直接相连，相当于绞接，所以，得用局部的虚拟梁来实现。
2、实体上加预应力，还是得模拟出预应力的等效荷载。
这个等效荷载就是预应力的效应扣除预应力损失后的值。
一般可以在实体的模型中设置出很多桁架单元，桁架单元之间用连起来的样子就是预应力的形状，每段预应力加一个初拉力（或一个等效的降温效果），而这个初拉力就是预应力扣除损失后的值。
实体与预应力之间怎么连？以前的一般思路是实体分实体的网格，预应力分预应力的单元，然后将预应力的节点与最近的实体的节点之间耦合起来（加一个刚臂）。
怎么求最近的节点，分别将实体的节点与预应力的节点坐标输出，然后用一个小程序自动找。
还有一个思路就是在分实体网格时，直接将实体的节点与预应力的节点位置分得一样，这样就是自动耦合了。
这时得感谢MIDAS，现在有了FX+，用FX+就能很容量实现这个功能。
8、求教Midasl里面抗扭问题的计算进行PSC设计时，需要输入抗扭钢筋，其中间距为横向箍筋的间距，Awt为单支箍筋的面积，Alt为四周所有纵向钢筋的面积，这里的纵向钢筋不包括顶、底板的钢筋，对于单箱多室的箱梁来说不知道是否应该包括所有腹板的纵向钢筋还是只包括周边的纵向钢筋。
另外Midas里面对于单箱多室截面的抗扭惯性矩是如何计算的，采用什么公式？规范上没有明确说明啊。
得看个人的理解了。
我个人认为，这二者应该分开考虑的。
这里的Ixx的计算是按定义来计算的。
9、midas荷载组合和规范中的冲突我在用midas进行自动组合时，发现正常使用极限状态下，midas没有区分长期和短期组合，但是规范规定的长期和短期组合作用项目是不同的，长期组合不组合如沉降、温度等的间接作用，那么用psc设计检算的东西就不是很可*。
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midas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。
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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。